糖心直播

鈥� Lysdioder av perovskit 盲r billigare och enklare att tillverka 盲n traditionella lysdioder och dessutom kan de ge livligare och starkare f盲rger om de anv盲nds i sk盲rmar. Jag skulle s盲ga att det h盲r 盲r n盲sta generations lysdiodsteknik, s盲ger Feng Gao, professor i optoelektronik vid Link枚pings universitet.

Men f枚r att ett teknikskifte ska ske d盲r dagens lysdioder byts ut mot de som 盲r baserade p氓 materialet perovskit kr盲vs mer 盲n prestanda. D盲rf枚r har Feng Gaos forskargrupp tagit hj盲lp av professor Olof Hjelm och John Laurence Esguerra, bitr盲dande universitetslektor vid LiU.

De specialiserar sig p氓 hur innovationer som bidrar till milj枚m盲ssig h氓llbarhet ska kunna komma ut p氓 marknaden.

Tillsammans har de unders枚kt hur mycket 18 olika perovskitlysdioder p氓verkar milj枚n och vilken kostnad de har 鈥� kunskap som idag 盲r bristf盲llig. Unders枚kningen g枚rs med s氓 kallade livscykelanalyser och livscykelkostnadsanalyser.

Byt ut guldet

Den typen av analyser kr盲ver en tydlig systemavgr盲nsning 鈥� det vill s盲ga vad man r盲knar in och inte n盲r det g盲ller kostnad och milj枚p氓verkan. Inom den ramen unders枚ks vad som h盲nder fr氓n att produkten skapas fram till att den inte kan anv盲ndas l盲ngre. Produktens liv fr氓n vaggan till graven kan delas in i fem olika faser: r氓materialframst盲llning, tillverkning, distribution, anv盲ndning och till slut avveckling.

鈥� Graven vill vi helst undvika. Och det blir genast mer komplicerat n盲r man tar med 氓tervinning i ber盲kningarna. Men h盲r visar vi att det 盲r viktigast att t盲nka p氓 氓teranv盲ndning av organiska l枚sningsmedel och hur r氓materialen framst盲lls, speciellt om det 盲r ovanliga material, s盲ger Olof Hjelm.

Ett exempel d盲r livscykelanalysen ger v盲gledning handlar om den lilla m盲ngd giftigt bly som finns i perovskitlysdioder. I dagsl盲get beh枚vs det f枚r att perovskiterna ska vara effektiva.

Men enligt Olof Hjelm g枚r man ett misstag om man stirrar sig blind p氓 endast blyet. I lysdioder finns ocks氓 m氓nga andra material, som exempelvis guld.

鈥� Guldframst盲llning 盲r extremt giftigt. Det blir biprodukter som kvicksilver och cyanid. Dessutom 盲r det v盲ldigt energikr盲vande, s盲ger han.

Den st枚rsta milj枚m盲ssiga vinsten skulle d氓 i st盲llet uppn氓s genom att byta ut guldet mot koppar, aluminium eller nickel, och beh氓lla den lilla m盲ngden bly som beh枚vs f枚r att lysdioden ska fungera optimalt.

Kan bli ny standard p氓 sikt

Det Link枚pingsforskarna kommit fram till 盲r att perovskitlysdioder har stora m枚jligheter att kommersialiseras p氓 sikt. Kanske kan de till och med konkurrera ut dagens lysdioder. Det 盲r tack vare en l盲gre kostnad och mindre milj枚p氓verkan. Den stora kn盲ckfr氓gan 盲r livsl盲ngd. Men utvecklingen av perovskitlysdioder g氓r allt snabbare och de h氓ller allt l盲ngre. Forskarna menar att livsl盲ngden beh枚ver komma upp i cirka 10 000 timmar f枚r att uppn氓 en positiv milj枚p氓verkan, n氓got som de tror 盲r m枚jligt. Idag ligger de b盲sta perovskitlysdiodernas livsl盲ngd p氓 hundratals timmar.

Muyi Zhang, doktorand vid Institutionen f枚r fysik, kemi och biologi vid LiU, menar att mycket av forskningens fokus hittills handlar om att 枚ka prestandan p氓 lysdioden, n氓got som han tror kommer f枚r盲ndras.

鈥� Vi vill ju att det vi utvecklar ska anv盲ndas i den verkliga v盲rlden. Men d氓 beh枚ver vi forskare bredda v氓rt perspektiv. Om en produkt har h枚g prestanda men 盲r dyr och inte 盲r milj枚m盲ssigt h氓llbar kanske den inte 盲r tillr盲ckligt konkurrenskraftig p氓 marknaden. Det tankes盲ttet kommer att v盲gleda v氓r forskning mer och mer.

Studien finansierades bland annat av Marianne och Marcus Wallenbergs stiftelse, Knut och Alice Wallenbergs stiftelse, Vetenskapsr氓det, Energimyndigheten, Olle Enqvists stiftelse, Centrum f枚r nanovetenskap och teknologi vid LiU samt via den svenska regeringens strategiska forskningsomr氓de inom avancerade funktionella materiel, AFM, vid LiU.

Artikeln: , Muyi Zhang, Xiaotian Ma, John Laurence Esguerra, Hongling Yu, Olof Hjelm, Jiashuo Li & Feng Gao, Nature Sustainability (2025), publicerad online 15 januari 2025. DOI: 10.1038/s41893-024-01503-7