En ny energibesparende LED-fosfor

Det menneskelige øje er særligt følsomt over for grønt, men mindre følsom over for blå og rød. Kemikere ledet af Hubert Huppertz ved universitetet i Innsbruck har nu udviklet en ny rød fosfor, hvis lys opfattes godt af øjet. Dette øger lysudbyttet af hvide LED'er med omkring en sjettedel, som kan forbedre energieffektiviteten af ​​belysningsanlæg markant.

Lysdioder eller LED'er er kun i stand til at producere lys af en bestemt farve. Imidlertid, hvidt lys kan skabes ved hjælp af forskellige farveblandingsprocesser. "I en hvid LED, røde og gulgrønne fosfor exciteres af lyset fra en blå diode. Partiklerne udsender lys i det røde og grønne område, og i kombination med det blå lys, de producerer hvidt lys, " beskriver Hubert Huppertz fra Department of General, Uorganisk og teoretisk kemi ved universitetet i Innsbruck, Østrig. Han og hans team arbejder på at forbedre den røde og grønne fosfor. I samarbejde med OSRAM Opto Semiconductors, hans team er nu lykkedes med at syntetisere en ny rød fosfor, der har fremragende luminescensegenskaber og kan gøre LED-belysning væsentligt mere energieffektiv.

Farveskift forbedrer lyseffektiviteten

Den kraftige røde fosfor Sr[Li ₂ Al ₂ O ₂ N ₂ ]:Eu ²⁺ , navngivet SALON af forskerne, opfylder alle krav til en fosfors optiske egenskaber. Udviklingen går tilbage til forskning udført af Hubert Huppertz ved University of Bayreuth. Som en del af sin doktorafhandling, han udviklede nitrider dopet med europium, der er fluorescerende. Disse blev derefter yderligere optimeret af arbejdsgruppen i München og er nu meget brugt. Disse røde fosfor er delvist ansvarlige for, at LED'er ikke længere kun lyser koldt hvidt, men også varm hvid. Interessant nok, det menneskelige øje reagerer mest følsomt på farven grøn. I de blå og røde områder, øjet er mindre følsomt. Selvom disse phosphorstoffer udsender rødt lys i det synlige område, en stor del af energien går ind i det infrarøde område, som det menneskelige øje ikke opfatter. Det fluorescerende materiale, der blev udviklet i Innsbruck, er nu lykkedes med lidt at flytte lysemissionen fra rødt til blåt.

"Da kun nogle få meget små partikler var tilgængelige i en meget uhomogen prøve, det var svært at optimere syntesen, " sagde ph.d.-studerende Gregor Hoerder. Gennembruddet kom, da forskerne var i stand til at isolere en enkeltkrystal fra et af de mest lovende synteseprodukter og dermed bestemme strukturen af ​​det nye materiale. "Stoffet er syntetiseret på en sådan måde, at det udsender mere orange end rød, " siger Hubert Huppertz. "Med SALON har vi mindre energitab, den udsender præcis i det røde område, vi kan se."

OSRAM Opto Semiconductors, en stærk industriel partner, Fraunhofer Institute for Microstructures of Materials and Systems IMWS i Halle og Dirk Johrendts forskergruppe ved Ludwig Maximilian University i München var også involveret i yderligere karakterisering af det nye materiale. Udviklingen er allerede patentregistreret.