Spannender Fortschritt: Forschern ist es erstmals gelungen, Leuchtdioden aus einem hybriden Perowskit-Halbleitermaterial mittels Tintenstrahldruck zu produzieren. Bisher ist dies zwar bei Solarzellen gelungen, nicht aber bei LEDs. Die neue Methode eröffnet nun neue Möglichkeiten, diese leistungsfähigen, hellen LEDs, aber auch andere elektronische Bauteile aus diesen Halbleitern, einfach und günstig herzustellen.
Bei organischen Halbleitern ist die Herstellung per Drucker schon länger möglich: Wissenschaftler haben so schon organische Solarzellen und sogar Laserchips produziert. Auch Solarzellen aus dem Halbleitermaterial Perowskit lassen sich per Tintenstrahldruck herstellen. Doch ausgerechnet bei Leuchtdioden gab es Probleme: Die besonders effizienten und leuchtstarken hybriden Perowskit-Materialien entzogen sich der Druckbarkeit. Bei diesen Halbleitern bilden organische und anorganische Komponenten die Perowskit-Kristallstruktur.
Das Problem der Kristallisierung
Das Problem dabei: Weil die Perowskit-Struktur erst nach Deposition auf dem Trägermaterial auskristallisiert, ist die Qualität der entstehenden Kristallstruktur schwer kontrollierbar. Die vielversprechenden Metall-Halogenid-Perowskite bilden dadurch meist viele Defekte im Gitter, was die Leistung der resultierenden LEDs schmälerte. „Bislang war es daher nicht möglich, solche Halbleiterschichten aus einer flüssigen Lösung mit ausreichender Qualität zu erzeugen“, sagt Emil List-Kratochvil von der Humboldt-Universität Berlin (HU).
Jetzt jedoch ist dem Forscherteam um Erstautor Felix Hermerschmidt von der HU ein entscheidender Durchbruch gelungen. Denn sie haben herausgefunden, wie sich die Kristallisierung des Perowskit-Materials optimieren lässt. Der Clou dabei: Vor dem Auftragen der Halbleiterflüssigkeit aus Metallammonium-Bleibromid (MAPbBr3) impften die Wissenschaftler das Trägersubstrat – ein Polymer – mit dem Salz Kaliumchlorid.
