Onderzoekers in Valencia hebben de interactie van twee materialen bestudeerd, halide perovskiet en quantum dots, onthullend enorm potentieel voor de ontwikkeling van geavanceerde LED's en efficiëntere zonnecellen.

Onderzoekers van de Universitat Jaume I (James I University, UJI) en de Universitat de València (Universiteit van Valencia, UV) hebben de "exciplex-toestand" gekwantificeerd die het gevolg is van de koppeling van halide-perovskieten en colloïdale kwantumdots. Beide afzonderlijk bekend om hun opto-elektronische eigenschappen, wanneer gecombineerd, deze materialen leveren veel langere golflengten op dan met elk van beide materialen alleen kan worden bereikt, plus eenvoudige afstemmingseigenschappen die samen het potentieel hebben om belangrijke veranderingen in LED- en zonnetechnologieën in te luiden.

Perovskietmaterialen zijn de rijzende sterren van de fotovoltaïsche industrie. Ze zijn goedkoop te produceren, eenvoudig te vervaardigen en zeer efficiënt. Ze zijn ook relatief nieuw in de scene en bieden het potentieel voor efficiëntere zonnecellen. Ze worden ook gebruikt in de LED-technologie.

Quantum dots (QD's) zijn een familie van halfgeleidermaterialen met zeer interessante lichtgevende eigenschappen, inclusief de mogelijkheid om af te stemmen op welke golflengten het licht wordt uitgestraald. Ze zijn ook erg handig in zowel LED's als zonnecellen.

Door de twee materialen te combineren, ontstaat een nieuwe exciplex-toestand waarin licht kan worden uitgestraald op veel langere golflengten, reiken tot ver in het infraroodspectrum, terwijl het ook controle over de emissiekleur mogelijk maakt via aangelegde spanning. Elk materiaal — de perovskiet, de QD's en de nieuwe exciplex-toestand - zendt licht uit met een andere kleur, die elk kunnen worden gewogen binnen de totale lichtemissie om de gewenste kleur te kiezen.

Dit betekent dat LED's kunnen worden ontworpen die tegelijkertijd licht uitstralen over zowel het zichtbare als het infraroodspectrum, die toepassingen heeft op het gebied van telecommunicatie.

Verder, werken op basis van het wederkerigheidsbeginsel, deze nieuwe toestand zal mogelijk leiden tot de ontwikkeling van zonnecellen die meer van het zonlicht in elektrische energie kunnen omzetten. Momenteel, zonnecellen kunnen alleen licht transformeren dat wordt uitgezonden over een relatief smalle band van golflengten. Maar als het mogelijk is om licht op langere golflengten te produceren via een elektrische ingang, dan is het theoretisch mogelijk om elektrische energie te verkrijgen door licht te absorberen met deze langere golflengten, waardoor het rendement van zonnecellen wordt verhoogd.