Lysemitterende elektrokemiske celler til genanvendelig belysning

En lavpris og let at fremstille lysteknologi kan fremstilles med lys-emitterende elektrokemiske celler. Sådanne celler er tyndfilm elektroniske og ioniske enheder, der genererer lys, efter at en lav spænding er påført. Forskere ved det tekniske universitet i München (TUM) og universitetet i Torino har nu brugt omfattende dataanalyse til at skabe førsteklasses elektrokemiske celler fra kobberkomplekser, der udsender blåt og hvidt lys.

Lysemitterende elektrokemiske celler (LEC'er) er de enkleste og billigste tyndfilmsbelysningsenheder, der er tilgængelige til dato. De består af et enkelt aktivt lag. De bruges f.eks. som elektroluminescerende blæk og klistermærker.

Effekten af ​​elektroluminescens blev først demonstreret i 1905. På det tidspunkt opdagede to forskere tilstedeværelsen af ​​lys under påført spænding i forskellige mineraler og metaller og var i stand til at korrelere intensiteten til spænding og varmeudvikling. Deres prototyper anses for at være de første LED'er. "Men teknisk brug af effekten blev først mulig senere, og hvorimod de velkendte lysemitterende dioder eller LED'er er halvlederenheder, der udsender lys, når en elektrisk spænding påføres, de lysemitterende elektrokemiske celler eller LEC'er, som vi kigger på følge et andet princip," forklarer Rubén D. Costa, professor i biogene funktionelle materialer ved TUM.

Overgang fra laboratorie til virkeligt marked vanskelig indtil videre

Forskergrupperne af professor Ruben D. Costa ved TUM Campus Straubing for Bioteknologi og Bæredygtighed og professor Claudia Barolo ved Universitetet i Torino har nu udviklet den første tilgang til udvikling af LEC-emittere i såkaldte aktive lag. Baseret på kobber(l)-komplekser skaber disse LEC'er fremragende blåt og hvidt lys.

"Udviklingen af ​​billige enheder, der udsender hvidt og blåt lys, er meget ønsket og rummer mange fordele. Den tidligere mangel på blå emittere har imidlertid hindret overgangen fra laboratoriet til det virkelige marked. Derfor er skabelsen af ​​blå emittere en generel milepæl inden for tyndfilmsbelysning. Når først blå enheder er her, vil vi relativt nemt kunne lave hvide lysenheder," siger professor Costa. Det er netop blå emittere, det nu er lykkedes for forskergrupperne at skabe.

Datavidenskab som en ny tilgang

Forskergrupperne fra Straubing og Torino har med succes brugt datavidenskabelige værktøjer til at etablere en statistisk sammenhæng mellem røntgenstrukturen og de elektroniske funktioner i kobber(l)-komplekserne dimin- og diphosphinligander. Samtidig har de studeret de strukturelle og elektroniske parametre og deres indbyrdes sammenhænge for at bestemme enhedernes emissionsfarve, effektivitet og luminescens.

Efter omfattende dataevaluering af forskellige kendte tilgange er der dukket et nyt design op for blå LEC'er, som giver fremragende ydeevne sammenlignet med enheder med konventionelle emittere.

Hvide LEC'er med høj ydeevne med kobber(l)-komplekser

"Med de nye højtydende blå LEC'er kan kobber(l)-baserede enkeltlags hvide LEC'er med hvidt lys af høj kvalitet og et farvegengivelsesindeks på 90 realiseres," siger professor Claudia Barolo fra University of Turin. Farvegengivelsesindekset angiver, hvordan naturlige farver på oplyste objekter vises under en given lyskilde og har en maksimal værdi på 100, så en værdi på 90 er allerede meget god.

Dette arbejde peger på en ny måde at strømline designet af emittere og aktive lag i tyndfilmsbelysning. "Vi er overbeviste om, at vores analytiske model er et første skridt mod avancerede maskinlæringsmetoder til det fine design af andre aktive forbindelser også," siger professor Costa. + Udforsk yderligere

Fleksible LEC-komponenter til effektiv lysemission