Không giống các loại đèn LED truyền thống sử dụng vật liệu đắt đỏ như gallium nitride (GaN), đèn LED perovskite (PeLED) được chế tạo từ perovskite – một khoáng chất phổ biến hơn, thuộc nhóm oxit titan canxi.
Trước đây, chất liệu này đã được ứng dụng trong ngành năng lượng mặt trời nhờ khả năng chuyển đổi năng lượng hiệu quả cùng chi phí sản xuất thấp. Hiện tại, perovskite đang cho thấy tiềm năng mở rộng sang lĩnh vực chiếu sáng, với hy vọng làm thay đổi cách con người sử dụng ánh sáng trong tương lai.
Theo giáo sư Feng Gao, chuyên gia quang điện tử tại Đại học Linköping (Thụy Điển), đèn LED perovskite không chỉ rẻ và dễ sản xuất mà còn có khả năng tái tạo màu sắc rực rỡ, sống động, đặc biệt phù hợp cho các ứng dụng màn hình hiển thị.
Ông nhận định, đây có thể là thế hệ tiếp theo của công nghệ LED, với khả năng thay thế dần các giải pháp chiếu sáng hiện hành.
Một nhóm nhà khoa học quốc tế đã tiến hành nghiên cứu trên 18 mẫu đèn LED perovskite khác nhau để đánh giá mức độ khả thi của công nghệ này. Nghiên cứu không chỉ tập trung vào hiệu quả phát sáng mà còn tính đến các yếu tố kinh tế và môi trường.
Kết quả cho thấy PeLED đạt hiệu suất môi trường khá ấn tượng, tương đương với các công nghệ OLED vốn được xem là thân thiện với hệ sinh thái.
Tuy nhiên, để triển khai trên quy mô thương mại, nhiều vấn đề vẫn cần được giải quyết. Qua phân tích vòng đời toàn diện (Life Cycle Assessment - LCA), các nhà khoa học phát hiện rằng phần lớn tác động môi trường không đến từ bản thân vật liệu perovskite mà đến từ các hóa chất phụ trợ và năng lượng tiêu thụ trong quá trình sản xuất.
Đáng chú ý là các dung môi hữu cơ như acetone và isopropanol, tuy chỉ chiếm khối lượng nhỏ, nhưng lại có ảnh hưởng đáng kể nếu sản xuất ở quy mô công nghiệp.
Rào cản lớn nhất hiện nay là tuổi thọ hoạt động của thiết bị. Theo tính toán, một mẫu đèn LED perovskite cần đạt tuổi thọ tối thiểu 10.000 giờ để bù đắp lượng năng lượng và khí thải phát sinh trong quá trình sản xuất, từ đó mới có thể được xem là bền vững về môi trường.
Tuy nhiên, hầu hết các mẫu PeLED hiện tại mới chỉ hoạt động ổn định trong vài trăm giờ – chưa đến 5% so với ngưỡng yêu cầu.
Dù sở hữu nhiều ưu điểm như chi phí thấp, hiệu suất ánh sáng cao và tiềm năng thân thiện môi trường, PeLED sẽ khó có thể ứng dụng rộng rãi nếu không giải quyết được vấn đề về độ bền.
Các chuyên gia cho rằng, với tốc độ phát triển vật liệu hiện nay, việc nâng cao tuổi thọ của đèn LED perovskite là hoàn toàn khả thi trong tương lai gần.
