Los investigadores del NREL, en colaboración con la Universidad de Colorado en Boulder, han demostrado que acoplar excitones con polaritones (estados híbridos de materia ligera) puede reducir las pérdidas de energía en células solares y LED. Utilizando un material de perovskita bidimensional (PEPI) en una cavidad óptica, controlaron la aniquilación excitón-excitón, un mecanismo de pérdida clave. Este enfoque mejoró la eficiencia de estos dispositivos al extender la vida útil del estado excitado. Los resultados sugieren que efectos de acoplamiento tan fuertes podrían aplicarse a otros materiales, mejorando potencialmente el rendimiento de los dispositivos optoelectrónicos.
En un estudio reciente publicado en el Journal of Physical Chemistry Letters, los investigadores utilizaron espectroscopia de absorción transitoria para controlar un mecanismo de pérdida clave ajustando la distancia entre dos espejos que forman una cavidad alrededor de la capa de perovskita 2D (PEA)₂PbI₄ (PEPI). Este material es prometedor para futuras aplicaciones LED.
«Si podemos controlar la aniquilación de excitones en los materiales activos utilizados en un LED o una célula solar, podríamos reducir las pérdidas de energía y, por lo tanto, aumentar significativamente su eficiencia», dijo Jao van de Lagemaat, director del Centro de Química y Nanociencia del NREL, quien dirigió el estudio.
«Hemos demostrado que se pueden utilizar fuertes efectos de acoplamiento para controlar la dinámica del estado excitado del sistema PEPI», añadió van de Lagemaat. «La simplicidad del sistema sugiere que este resultado debería trasladarse a otros materiales activos en LED y células solares y podría potencialmente integrarse en estas aplicaciones utilizando métodos de fabricación simples». »
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