Команда из Лаборатории материалов и структур Института комплексных исследований Токийского научного института (Science Tokyo) разработала инновационное органическое полупроводниковое устройство. Оно способно одновременно поглощать свет и излучать его — то есть не только вырабатывать электричество, но и светиться. Это открывает путь к созданию энергоэффективных дисплеев и компактной электроники нового поколения.
Ключевой проблемой органических полупроводников были потери энергии в виде тепла из‑за безизлучательной рекомбинации (это процесс в полупроводниках, при котором выделяющаяся энергия превращается не в свет, а в тепло). Ученые решили ее, тщательно подобрав и скомбинировав материалы с мультирезонансной термоактивируемой замедленной флуоресценцией (MR‑TADF, технология создания сверхъярких и энергоэффективных материалов. Она заставляет молекулу превращать поглощенную энергию в свет, используя окружающее тепло). Такая структура энергетических уровней минимизирует потери и повышает эффективность преобразования энергии.
Эта демонстрация одновременного высокоэффективного светоизлучения, сбора энергии и фотодетектирования в одном устройстве открывает новые возможности для органической оптоэлектроники и является важным шагом на пути к созданию по‑настоящему многофункциональных, компактных и экологичных платформ.
Разработанное устройство достигло эффективности преобразования энергии 1,36% и эффективности светоизлучения 2,0% — впервые оба показателя превысили один процент. Оно излучало яркий красный свет с яркостью 1 тыс. кандела на квадратный метр, что соответствует уровню коммерческих дисплеев для смартфонов, при напряжении всего 3,2 вольта. Это делает его совместимым со стандартными литий‑ионными аккумуляторами.
По характеристикам новинка приближается к известным неорганическим полупроводникам, таким как арсенид галлия. В перспективе технология может улучшить солнечные батареи, дисплеи и другие устройства сбора световой энергии.
Ранее Наука Mail рассказывала, что на Урале создали суперконденсатор для сверхэкономичных гаджетов.
