Newswise — Оптоэлектронная технология на органической основе все чаще признается как энергоэффективное решение для маломощной внутренней электроники и беспроводных датчиков Интернета вещей. Во многом это связано с его превосходной гибкостью и малым весом по сравнению с обычными устройствами на основе кремния. Примечательно, что ведущими примерами в этой области являются органические фотоэлектрические элементы (OPV) и органические фотодетекторы (OPD). OPV обладают замечательной способностью поглощать энергию и генерировать электричество даже в условиях очень низкой освещенности, в то время как OPD способны захватывать изображения. Однако, несмотря на их потенциал, разработка этих устройств до сих пор велась независимо. В результате они еще не достигли уровня эффективности, необходимого для того, чтобы их можно было считать практичными для миниатюрных устройств следующего поколения.

Корейский институт науки и технологий (KIST) под руководством доктора Мин-Чуля Пака и доктора До Кён Хвана из Центра оптоэлектронных материалов и устройств, профессора Джэ Вон Шима и профессора Тэ Гын Кима из школы Доктор электротехники Корейского университета профессор Джэ Хонг Пак с факультета химии и нанонауки Женского университета Ихва разработал оптоэлектронное устройство на органической основе. Это инновационное устройство не только объединяет функциональные возможности органических фотоэлектрических элементов (OPV) и органических фотодетекторов (OPD), но также является пионером в визуализации изображений в приложениях, требующих условий низкой освещенности, тем самым повышая энергоэффективность в помещениях.

Превратив слой органического полупроводника в многокомпонентную структуру, исследовательская группа улучшила характеристики устройства. В дверях он достигает впечатляющего КПД фотоэлектрического преобразования, превышающего 32%, а также линейного динамического диапазона, превышающего 130 дБ. Такое значительное улучшение контрастности, особенно в условиях низкой освещенности, позволяет получить гораздо более четкое изображение, чем традиционные кремниевые устройства, которые обычно предлагают линейный динамический диапазон 100 дБ.

Совместная исследовательская группа добилась дальнейших успехов, успешно применив распознавание однопиксельных изображений. Эта система распознавания изображений улавливает окружающий свет, преобразует его в электрическую энергию и использует эту энергию для получения изображений. В отличие от прежней потребности в специализированных камерах при слабом освещении в стандартных условиях освещения, недавно разработанный фотодетектор с многокомпонентным полупроводниковым слоем предлагает универсальное применение. Она может функционировать не только как обычная камера, но и как декоративный элемент на окнах или стенах, обеспечивая достаточное разрешение для распознавания форм и движений объектов.

Доктор Мин Чул Пак из KIST подчеркнул универсальность этой технологии, отметив: «Хотя она в первую очередь функционирует как сборщик энергии, ее также можно применять для обнаружения движения и распознавания моделей движения в условиях отсутствия света». Далее он выразил оптимизм по поводу его потенциального применения, заявив: «Это открывает большие перспективы не только для исследований взаимодействия человека и компьютера (HCI), но и в различных отраслях промышленности, включая интеллектуальные внутренние среды».

###

KIST был основан в 1966 году как первый научно-исследовательский институт в Корее, финансируемый государством. KIST теперь стремится решать национальные и социальные проблемы и обеспечивать двигатели роста посредством передовых и инновационных исследований. Для получения дополнительной информации посетите веб-сайт KIST по адресу https://eng.kist.re.kr/.

Это исследование было поддержано Министерством науки и информационных технологий (министр Ли Чон Хо) в рамках институциональной программы KIST, проекта поддержки исследований среднего звена Корейского исследовательского фонда и проекта исследований лидеров, а результаты были опубликованы в международный журнал Advanced Materials (IF: 29,4, JCR(%): 2,312) и опубликован в Интернете в ноябре 2023 г.

Оптоэлектронная технология на органической основе все чаще признается как энергоэффективное решение для маломощной внутренней электроники и беспроводных датчиков Интернета вещей. Во многом это связано с его превосходной гибкостью и малым весом по сравнению с обычными устройствами на основе кремния. Примечательно, что ведущими примерами в этой области являются органические фотоэлектрические элементы (OPV) и органические фотодетекторы (OPD). OPV обладают замечательной способностью поглощать энергию и генерировать электричество даже в условиях очень низкой освещенности, в то время как OPD способны захватывать изображения. Однако, несмотря на их потенциал, разработка этих устройств до сих пор велась независимо. В результате они еще не достигли уровня эффективности, необходимого для того, чтобы их можно было считать практичными для миниатюрных устройств следующего поколения.

Корейский институт науки и технологий (KIST) под руководством доктора Мин-Чуля Пака и доктора До Кён Хвана из Центра оптоэлектронных материалов и устройств, профессора Джэ Вон Шима и профессора Тэ Гын Кима из школы Доктор электротехники Корейского университета профессор Джэ Хонг Пак с факультета химии и нанонауки Женского университета Ихва разработал оптоэлектронное устройство на органической основе. Это инновационное устройство не только объединяет функциональные возможности органических фотоэлектрических элементов (OPV) и органических фотодетекторов (OPD), но также является пионером в визуализации изображений в приложениях, требующих условий низкой освещенности, тем самым повышая энергоэффективность в помещениях.

Превратив слой органического полупроводника в многокомпонентную структуру, исследовательская группа улучшила характеристики устройства. В дверях он достигает впечатляющего КПД фотоэлектрического преобразования, превышающего 32%, а также линейного динамического диапазона, превышающего 130 дБ. Такое значительное улучшение контрастности, особенно в условиях низкой освещенности, позволяет получить гораздо более четкое изображение, чем традиционные кремниевые устройства, которые обычно предлагают линейный динамический диапазон 100 дБ.

Совместная исследовательская группа добилась дальнейших успехов, успешно применив распознавание однопиксельных изображений. Эта система распознавания изображений улавливает окружающий свет, преобразует его в электрическую энергию и использует эту энергию для получения изображений. В отличие от прежней потребности в специализированных камерах при слабом освещении в стандартных условиях освещения, недавно разработанный фотодетектор с многокомпонентным полупроводниковым слоем предлагает универсальное применение. Она может функционировать не только как обычная камера, но и как декоративный элемент на окнах или стенах, обеспечивая достаточное разрешение для распознавания форм и движений объектов.

Доктор Мин Чул Пак из KIST подчеркнул универсальность этой технологии, отметив: «Хотя она в первую очередь функционирует как сборщик энергии, ее также можно применять для обнаружения движения и распознавания моделей движения в условиях отсутствия света». Далее он выразил оптимизм по поводу его потенциального применения, заявив: «Это открывает большие перспективы не только для исследований взаимодействия человека и компьютера (HCI), но и в различных отраслях промышленности, включая интеллектуальные внутренние среды».

###

KIST был основан в 1966 году как первый научно-исследовательский институт в Корее, финансируемый государством. KIST теперь стремится решать национальные и социальные проблемы и обеспечивать двигатели роста посредством передовых и инновационных исследований. Для получения дополнительной информации посетите веб-сайт KIST по адресу https://eng.kist.re.kr/.

Это исследование было поддержано Министерством науки и информационных технологий (министр Ли Чон Хо) в рамках институциональной программы KIST, проекта поддержки исследований среднего звена Корейского исследовательского фонда и проекта исследований лидеров, а результаты были опубликованы в международный журнал Advanced Materials (IF: 29,4, JCR(%): 2,312) и опубликован в Интернете в ноябре 2023 г.