Les LED à pérovskite : la révolution lumineuse qui pourrait éclairer nos foyers

Why Perovskite LEDs Might Soon Replace Every Light in Your Home

Les LED à pérovskite : la révolution lumineuse qui pourrait éclairer nos foyers

Une nouvelle génération de diodes électroluminescentes (LED) promet de transformer notre éclairage domestique. Fabriquées à partir de pérovskite, un minéral d'oxyde de calcium et de titane, ces LED sont plus efficaces, moins chères et plus écologiques que les technologies actuelles. Selon une étude publiée dans Nature Sustainability, elles pourraient bientôt remplacer toutes les sources lumineuses de nos maisons - à condition d'améliorer leur durée de vie.

Les LED à pérovskite (PeLED) présentent des avantages considérables par rapport aux LED traditionnelles. Contrairement à ces dernières qui utilisent des matériaux coûteux comme le nitrure de gallium, les PeLED peuvent être produites grâce à des procédés plus simples et moins énergivores. Le professeur Feng Gao, spécialiste en optoélectronique à l'Université de Linköping, affirme qu'il s'agit de 'la prochaine génération de technologie LED'.

Pour évaluer leur potentiel, les chercheurs ont testé 18 modèles de PeLED couvrant différentes couleurs (rouge, vert, bleu, blanc et infrarouge). Les résultats montrent que leurs performances environnementales rivalisent avec celles des OLED, la technologie d'affichage actuellement la plus avancée. Cependant, leur cycle de vie complet révèle que la production des PeLED génère encore un impact environnemental significatif.

L'analyse du cycle de vie (ACV) met en évidence deux principaux facteurs d'impact : la consommation électrique et l'utilisation de solvants organiques comme l'acétone et l'isopropanol lors de la fabrication. Les chercheurs estiment que les PeLED doivent atteindre une durée de vie minimale de 10 000 heures pour compenser ces impacts. Or, les meilleurs prototypes actuels ne dépassent pas quelques centaines d'heures.

Malgré ce défi, Muyi Zhang, doctorant à l'Université de Linköping, reste optimiste : 'Le développement des LED à pérovskite s'accélère et leur durée de vie augmente'. Leur potentiel dépasse le simple éclairage, avec des applications possibles dans les écrans, les communications et même les dispositifs médicaux. Certains prototypes récents atteignent déjà une luminosité mille fois supérieure aux OLED.

Avec un coût estimé à environ 100 dollars le mètre carré, les PeLED pourraient devenir compétitives face aux technologies actuelles. L'étude conclut qu'elles présentent un 'grand potentiel de commercialisation à long terme'. Si leur durée de vie parvient à être prolongée, elles pourraient non seulement égaler mais surpasser les LED traditionnelles, tant sur le plan économique qu'environnemental.

Đèn LED Perovskite: Cuộc cách mạng chiếu sáng sắp thay đổi mọi ngôi nhà

Một thế hệ đèn LED mới làm từ vật liệu perovskite hứa hẹn cách mạng hóa ngành chiếu sáng dân dụng. Những diode phát quang này không chỉ rẻ hơn, sáng hơn mà còn thân thiện với môi trường hơn các công nghệ hiện tại. Nghiên cứu đăng trên tạp chí Nature Sustainability cho thấy chúng có thể sớm thay thế mọi bóng đèn trong nhà bạn - nếu khắc phục được nhược điểm về tuổi thọ.

Đèn LED perovskite (PeLED) sở hữu nhiều ưu điểm vượt trội so với LED truyền thống. Không cần dùng đến các vật liệu đắt đỏ như gallium nitride, PeLED có thể được sản xuất bằng quy trình đơn giản và tiết kiệm năng lượng hơn. Giáo sư Feng Gao từ Đại học Linköping nhận định: 'Đây chính là tương lai của công nghệ LED'.

Các nhà khoa học đã thử nghiệm 18 mẫu PeLED với đủ màu sắc từ đỏ, xanh lá, xanh dương, trắng đến hồng ngoại. Kết quả cho thấy hiệu suất môi trường của chúng ngang ngửa OLED - công nghệ màn hình tiên tiến nhất hiện nay. Tuy nhiên, phân tích vòng đời sản phẩm tiết lộ quá trình sản xuất PeLED vẫn tạo ra tác động đáng kể.

Hai yếu tố chính ảnh hưởng đến môi trường là lượng điện tiêu thụ và việc sử dụng dung môi hữu cơ như acetone, isopropanol. Các nhà nghiên cứu tính toán PeLED cần đạt tuổi thọ tối thiểu 10.000 giờ để bù đắp những tác động này. Trong khi đó, các mẫu tốt nhất hiện tại chỉ hoạt động được vài trăm giờ.

Dù vậy, nghiên cứu sinh Muyi Zhang tại Đại học Linköping vẫn lạc quan: 'Công nghệ PeLED đang phát triển rất nhanh và tuổi thọ ngày càng được cải thiện'. Ứng dụng của chúng không dừng lại ở chiếu sáng, mà còn mở rộng sang màn hình hiển thị, truyền thông và thiết bị y tế. Một số mẫu thử nghiệm gần đây đã đạt độ sáng gấp 1.000 lần OLED.

Với chi phí ước tính khoảng 100 USD/m2, PeLED hoàn toàn có thể cạnh tranh với các công nghệ hiện có. Nghiên cứu kết luận loại đèn này có 'tiềm năng thương mại hóa rất lớn trong dài hạn'. Nếu kéo dài được tuổi thọ, chúng không chỉ ngang bằng mà còn vượt mặt LED truyền thống về cả giá thành lẫn tác động môi trường.