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

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De nouvelles recherches pour un éclairage longue durée efficace

Grâce à leur bon rendement électroluminescent, les cellules électrochimiques luminescentes (LEC) organiques suscitent un intérêt croissant en tant que sources luminescentes à l'état solide. De nouvelles recherches révèlent comment améliorer encore leur rendement et ce qui limite la durée de vie de ce dispositif optoélectronique.

Énergie

Générant de la lumière à partir de l'énergie électrique ou de réactions chimiques, les LEC sont prometteuses pour diverses applications telles que l'éclairage de grandes zones. Malgré le fort potentiel de la technologie pour une gestion plus intelligente de l'énergie par rapport aux ampoules incandescentes, la durée de vie et l'efficacité limitées de ces dispositifs restent des obstacles à la généralisation de leur utilisation. Dans le cadre du projet LEOLEC (Towards long-lived and efficient organic light-emitting electrochemical cells), financé par l'UE, des chercheurs ont étudié en profondeur les facteurs qui ont un impact sur la position de la zone d'illumination, qui est un élément clé pour comprendre les causes de la durée de vie limitée des LEC organiques. L'équipe a préparé des LEC à l'aide de plusieurs polymères luminescents différents, pour comprendre pourquoi la lumière est généralement émise à proximité de la cathode. Elle a conclu que la position d'émission des LEC dépend largement des porteurs chargés négativement dans le polymère luminescent. Par exemple, pour un polymère contenant des éléments d'oxygène, la lumière est émise à proximité de la cathode. Pour un autre polymère contenant seulement de l'hydrogène et du carbone, la lumière est émise dans un endroit différent, au milieu des deux électrodes conductrices. Les chercheurs ont fait la démonstration d'une nouvelle approche pour améliorer l'efficacité des dispositifs de LEC organiques de lumière blanche en incorporant des polymères de protéines dans le dispositif. Ils ont réussi à créer un dispositif d'éclairage innovant, dans lequel l'émission est issue d'une très fine couche de fibrilles contenant des complexes métalliques émetteurs. Les expériences photophysiques ont permis de mettre davantage en lumière la fonction exacte des protéines. Comme la technologie des LEC organiques s'accompagne de caractéristiques innovantes en matière de forme telles que la flexibilité et l'émission sur de larges zones, cette nouvelle méthode est compatible avec les procédés d'impression. Le travail mené dans le cadre du projet a permis de mieux comprendre le mécanisme de génération de charge dans les cellules solaires organiques. Les chercheurs ont mesuré les tensions en circuit ouvert des cellules à différentes températures et ils ont comparé différentes interfaces donneur-accepteur. Les résultats ont montré une baisse de la tension en circuit ouvert pour les basses températures. La réduction de la séparation de charge à basse température explique cette baisse. Les résultats du projet LEOLEC devraient aider la recherche à atteindre un stade où l'efficacité énergétique et la durée de vie des LEC permettront de les utiliser dans des applications commerciales. Les résultats devraient également améliorer la compétitivité de l'Espace européen de la recherche (EER) dans le domaine des LEC organiques.

Mots‑clés

Éclairage, cellules électrochimiques luminescentes, polymères, génération de charge

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