Kostengünstige Blau- und Weißlicht-emittierende elektrochemische Zellen entwickelt

Helle, stabile und leicht zu recycelnde Beleuchtung

Die Forschungsgruppen von Prof. Rubén D. Costa am TUM Campus Straubing für Biotechnologie und Nachhaltigkeit und Prof. Claudia Barolo an der Universität Turin haben nun den ersten Ansatz zur Entwicklung von LEC-Strahlern und so genannten aktiven Schichten entwickelt und damit hervorragende blaue und weiße LECs auf der Grundlage von Kupfer(I)-Komplexen geschaffen.

„Um günstige Bauelemente zu entwickeln, die weißes Licht abstrahlen, wird Blaulicht benötigt. Der bisherige Mangel an blauen Strahlern behinderte jedoch den Übergang vom Labor zum realen Markt. Die Erzeugung von blauen Strahlern ist demnach ein Meilenstein in der Dünnschichtbeleuchtung. Wenn blaue Bauelemente erst einmal da sind, können wir weiße Bauelemente relativ einfach herstellen“, sagt Prof. Costa.

Und genau diese Erzeugung von blauen Strahlern ist den Forschungsgruppen nun gelungen. Die Forschungsgruppen aus Straubing und Turin haben erfolgreich Data-Science-Tools eingesetzt, um eine statistische Beziehung zwischen der Röntgenstruktur und den elektronischen Merkmalen von Kupfer(I)-Komplexen mit Dimin- und Diphosphinliganden herzustellen. Gleichzeitig haben sie die strukturellen und elektronischen Parameter und ihre Wechselbeziehungen zur Bestimmung der Emissionsfarbe, des Wirkungsgrads und der Lumineszenz der Bauelemente untersucht.

Nach umfangreichen Datenauswertungen verschiedener bekannter Ansätze ist ein neues Design für blaue LECs mit einer hervorragenden Leistung im Vergleich zu Geräten mit herkömmlichen Emittern entstanden.

„Mit den neuen leistungsstarken blauen LECs können einschichtige weiße LECs auf Kupfer(I)-Basis mit einer hochwertigen weißen Farbe mit einem Farbwiedergabeindex von 90 realisiert werden“, sagt Prof. Claudia Barolo von der Universität Turin. Der Farbwiedergabeindex kann maximal einen Wert von 100 einnehmen. Er gibt an, wie natürlich Farben von beleuchteten Gegenständen bei einer bestimmten Lichtquelle wirken. Mit einem Wert von 90 ist er damit schon sehr gut.

Diese Arbeit zeigt einen neuen Weg auf, das Design von Emittern und aktiven Schichten in der Dünnschichtbeleuchtung zu rationalisieren. „Wir sind überzeugt davon, dass mit unserem Analysemodell ein erster Schritt in Richtung fortgeschrittener maschineller Lernmethoden für das Feindesign auch anderer aktiver Verbindungen getan ist", erklärt Costa.