"Перовскитовые светодиоды дешевле и проще в изготовлении, чем традиционные светодиоды, и они также могут создавать яркие и насыщенные цвета, если используются в экранах. Я бы сказал, что это светодиодная технология следующего поколения", - говорит Фэн Гао, профессор оптоэлектроники в Университете Линчепинга.

Однако для того, чтобы произошел технологический сдвиг, при котором современные светодиоды заменяются светодиодами на основе материала перовскита, требуется нечто большее, чем просто технические характеристики. Вот почему исследовательская группа Фэн Гао сотрудничала с профессором Улофом Йельмом и Джоном Лоуренсом Эсгуэррой, доцентом LiU. Они специализируются на том, как инновации, способствующие экологической устойчивости, могут быть выведены на рынок.

Вместе они исследовали воздействие на окружающую среду и стоимость 18 различных перовскитовых светодиодов, знания о которых в настоящее время являются неполными. Исследование проводилось с использованием так называемой оценки жизненного цикла и технико-экономической оценки.

Такой анализ требует четкого определения системы, то есть того, что включено, а не с точки зрения затрат и воздействия на окружающую среду. В рамках этой структуры исследуется, что происходит с момента создания продукта до тех пор, пока его больше нельзя будет использовать. Жизненный цикл продукта, от колыбели до могилы, можно разделить на пять различных этапов: производство сырья, изготовление, распределение, использование и вывод из эксплуатации.

- Мы бы хотели избежать встречи с могилой. И все становится еще сложнее, когда вы принимаете во внимание переработку отходов. Но здесь мы показываем, что наиболее важно думать о повторном использовании органических растворителей и о том, как производится сырье, особенно если это редкие материалы", - говорит Улоф Йельм.

Один из примеров, в котором анализ жизненного цикла дает рекомендации, касается небольшого количества токсичного свинца, обнаруженного в перовскитовых светодиодах. В настоящее время это необходимо для того, чтобы перовскиты были эффективными. Но, по словам Улофа Йельма, сосредотачиваться только на лидерстве - ошибка. В светодиодах также используется много других материалов, таких как золото.

"Производство золота чрезвычайно токсично. Существуют побочные продукты, такие как ртуть и цианид. Это также очень энергозатратно", - говорит он.

Наибольший экологический эффект был бы достигнут за счет замены золота медью, алюминием или никелем при сохранении небольшого количества свинца, необходимого для оптимальной работы светодиода.

Исследователи пришли к выводу, что перовскитовые светодиоды обладают большим потенциалом для коммерциализации в долгосрочной перспективе. Возможно, они даже смогут заменить современные светодиоды благодаря более низким затратам и меньшему воздействию на окружающую среду. Большая проблема - это долговечность. Однако разработка перовскитных светодиодов ускоряется, и продолжительность их жизни увеличивается. Исследователи полагают, что для положительного воздействия на окружающую среду требуется около 10 000 часов, что, по их мнению, достижимо. Сегодня лучшие перовскитовые светодиоды служат сотни часов.

Муйи Чжан, аспирант кафедры физики, химии и биологии университета Лю, говорит, что большая часть исследований пока сосредоточена на повышении технических характеристик светодиодов, что, по его мнению, изменится.

"Мы хотим, чтобы то, что мы разрабатываем, использовалось в реальном мире. Но тогда нам, исследователям, необходимо расширить наш кругозор. Если продукт обладает высокими техническими характеристиками, но является дорогим и не является экологически устойчивым, он может оказаться неконкурентоспособным на рынке. Такое мышление будет все чаще определять наши исследования".