Neue Forschung für effiziente langlebige Beleuchtung
LEC, die Licht entweder aus elektrischer Energie oder aus chemischen Reaktionen erzeugen, halten große Versprechungen für vielfältige Anwendungen, wie beispielsweise großflächige Beleuchtung, bereit. Trotz des hohen Potenzials der Technologie für ein intelligenteres Energiemanagement im Vergleich zu Glühlampen, hindert die begrenzte Lebensdauer und Effizienz die Nutzung dieser Vorrichtungen noch zurück. Im LEOLEC-Projekt (Towards long-lived and efficient organic light-emitting electrochemical cells) untersuchten die Wissenschaftler sehr gründlich die Faktoren, die die Position der Beleuchtungszone, die der Schlüssel zum Verständnis der begrenzten Lebensdauer von organischen LEC ist, beeinflussen. Das Team bereitete LEC vor, wobei sie mehrere unterschiedliche lichtemittierende Polymeren verwendeten. Sie versuchten zu verstehen, weshalb die Lichtemission in der Regel in Kathodennähe erfolgt. Aus ihren Untersuchungen folgerten sie, dass die LEC-Emissionsposition weitgehend von den negativ geladenen Trägern in dem lichtemittierenden Polymer abhängen. Zum Beispiel, bei einem Polymer, das Sauerstoffelemente enthält, erfolgt die Lichtemission in der Nähe der Kathode. Für ein anderes Polymer, das nur Wasserstoff und Kohlenstoff enthält, erfolgt die Lichtemission an einer anderen Position - in der Mitte der beiden leitenden Elektroden. Die Wissenschaftler demonstrierten einen neuen Ansatz, um die Effizienz der organischen Weißlicht-LEC-Vorrichtungen durch Einbindung von Protein-Polymeren zu verbessern. Sie bereiteten erfolgreich eine neue lichtemittierende Vorrichtung vor, bei der die Emission aus einer sehr dünnen Fibrillenschicht stammt, die emittierenden Metallkomplexe enthält. Photophysikalische Experimente werfen ein weiteres Licht auf die genaue Proteinfunktion. Da organische LEC-Technologie neuartige Formfaktoren wie Flexibilität und großflächige Emission vorweisen, ist diese neu entwickelte Methode mit Druckverfahren kompatibel. Die Projektarbeit näherte sich dem Verständnis des Ladungserzeugungsmechanismus in organischen Solarzellen um einen weiteren Schritt. Die Wissenschaftler maßen die Zellenleerlaufspannungen bei unterschiedlichen Temperaturen und verglichen diese mit verschiedenen Donor-Akzeptor-Schnittstellen. Die Ergebnisse zeigten eine Verminderung der Leerlaufspannung bei niedrigen Temperaturen. Dies war auf die reduzierte Ladungstrennung bei niedrigen Temperaturen zurückzuführen. Die Ergebnisse von LEOLEC sollen der Forschung helfen, einen Punkt zu erreichen, wo die Energieeffizienz und Lebensdauer von LEC die ihre kommerzielle Anwendung möglich macht. Die Ergebnisse sollen auch die Wettbewerbsfähigkeit des Europäischen Forschungsraums (ERA) im Bereich der organischen LEC erhöhen.
Schlüsselbegriffe
Beleuchtung, lichtemittierende elektrochemischen Zellen, Polymere, Ladungserzeugung
