Гибкие светоизлучающие перовскитные CsPbX(Br,Cl,I)3 структуры с распределенным электрическим контактом на основе массивов полупроводниковых нитевидных нанокристаллов с инкапсуляцией в прозрачные силиконовые резины (промежуточный, этап 2)

Целью данного междисциплинарного проекта является создание гибких светоизлучающих структур на основе слоев перовскитных соединений CsPbX(Br,Cl,I)3, нанесенных на силиконовые матрицы(силиконовые резины) с внедренными вертикально ориентированными проводящими полупроводниковыми нитевидными нанокристаллами, а также разработку материалов и методов инкапсуляции созданных светодиодных структур для защиты перовскитного слоя от воздействия внешней среды. Проект реализуется на стыке физики полупроводников и углеродных наноструктур, химии полимерных и перовскитных материалов, а также инженерных задач в области создания приборных структур для оптоэлектроники. На втором этапе была показана эффективность использования силиконового материала на основе полиметилгидросилоксана (PMHS) в качестве защитного покрытия для свинец-галогенидных перовскитов (CsPbBr3). Подобная инкапсуляция не только сохраняет структуру перовскитного материала, предотвращая его деградацию, но и в условиях высокой относительной влажности (80%) способствует улучшению фото- и электролюминесцентных свойств и микроструктуры перовскита. Двойной силиконовый слой PMHS/PDMS был апробирован в составе PeLEC,работающего в зеленой спектральной области при приложенном внешнем напряжении4В. Эффективность работы данногоPeLEC-устройства составляет >2 кд/А, при этом максимальная яркость достигает >2000 кд/м2. Исследованы фотовольтаические структуры на основе перовскита MaPbI3, в активный слой которого введены GaPнитевидные нанокристаллы. Показано, что введение наноструктур позволяет усилить эффективность перовскитных солнечных элементов. Разработан метод сшивки галогенсодержащих полисилоксанов по реакции Меншуткина, позволяющий получать силиконовые материалы без использования металлов или пероксидов при комнатной температуре, которые потенциально могут быть использованы в качестве защитных слоев для перовскитов. В качестве возможной альтернативы металл-галогенидным перовскитам были синтезированы координационные соединения Tb3+ и Eu3+ cвысокими квантовыми выходами. Предложен способ получения силиконовых резин с использованием доступного катализатора − безводного хлоридажелеза(III) или его гексагидрата, по сравнению с дорогостоящими соединениями платины. Данный способ получения силиконовых резин может быть использован при нанесении второго слоя PDMS (после PMHS) для улучшения механических характеристик при инкапсуляции перовскитов. Разрабатываемые методы и подходы позволят получить задел, необходимый для развития технологии создания гибких и растяжимых перовскитных светоизлучающих диодов, что может привести к появлению новых гибких оптоэлектронных устройств, включая носимые, биосовместимые устройства, а также светоизлучающие ячейки и диоды, солнечные элементы и фотоприемные устройства.