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Towards Long-lived and Efficient Organic Light-emitting Electrochemical Cells

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Investigación puntera orientada hacia una iluminación duradera y eficiente

Gracias a su buena eficiencia electroluminiscente, se observa un interés creciente en las celdas electroquímicas emisoras de luz (LEC) orgánicas como fuentes de luminiscencia en estado sólido. Una investigación novedosa revela la manera de seguir mejorando la eficiencia y los factores que limitan la vida útil de este dispositivo optoelectrónico.

Energía

Las LEC, que generan luz a partir de energía eléctrica o de reacciones químicas, se antojan muy prometedoras con vistas a distintas aplicaciones, como la iluminación de grandes superficies. Pese al gran potencial de esta tecnología de cara a lograr una gestión energética más racional que con las bombillas incandescentes, lo cierto es que hay factores que impiden su uso generalizado, a saber, las limitaciones en su eficiencia y en su vida útil. Los científicos participantes en el proyecto LEOLEC (Towards long-lived and efficient organic light-emitting electrochemical cells), financiado con fondos europeos, estudiaron a fondo los factores que afectan a la posición de la zona de iluminación, una cuestión clave para poder comprender lo que limita la vida útil de las LEC orgánicas. El equipo preparó LEC empleando varios polímeros emisores de luz diferentes, tratando de comprender el motivo de que la emisión de luz suela producirse en las proximidades del cátodo. Concluyeron que la posición de la emisión en las LEC depende en gran medida de los portadores de carga negativa en el polímero emisor de luz. Por ejemplo, en el caso de un polímero que contenga elementos de oxígeno, la emisión de luz se produce cerca del cátodo. En cambio, si un polímero contiene únicamente hidrógeno y carbono, la emisión de luz se produce en otra posición, en el medio de los dos electrodos conductores. Los científicos pusieron en práctica un planteamiento novedoso destinado a mejorar la eficiencia de unos dispositivos LEC orgánicos de luz blanca en los que incorporaron polímeros de proteínas. Consiguieron preparar un dispositivo novedoso emisor de luz en el que la emisión provenía de una capa muy fina de fibrillas que contenían complejos metálicos emisivos. Los experimentos fotofísicos realizados depararon detalles más exactos sobre la función de las proteínas. Puesto que la tecnología de LEC orgánicas presenta factores de forma novedosos, como flexibilidad y emisión de gran superficie, este método de nueva creación es compatible con procesos de impresión. La labor realizada en el proyecto supuso un paso adelante de cara a comprender el mecanismo de generación de carga en las celdas fotovoltaicas orgánicas. Los científicos midieron las tensiones en circuito abierto de las celdas a distintas temperaturas y compararon distintas interfaces entre donante y aceptador. Los resultados sacaron a relucir una disminución en la tensión en circuito abierto a temperaturas bajas. Ello se atribuyó a una menor separación de la carga a tales temperaturas. Las conclusiones de LEOLEC previsiblemente ayudarán a la ciencia a alcanzar un punto en el que las LEC posean una vida útil y una eficiencia energética que las cualifique para usos comerciales. Se espera también que sus frutos incrementen la competitividad del Espacio Europeo de Investigación (EEI) en el campo de las LEC orgánicas.

Palabras clave

Iluminación, celdas electroquímicas emisoras de luz, polímeros, generación de carga

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