Innovativa ricerca per un’illuminazione efficiente di lunga durata
Poiché generano luce sfruttando l’energia elettrica o delle reazioni chimiche, le LEC sono molto promettenti per diverse applicazioni come ad esempio l’illuminazione di ampie superfici. Nonostante l’elevato potenziale di questa tecnologia per una gestione più intelligente dell’energia in confronto alle lampadine a incandescenza, la durata e l’efficienza limitate del dispositivo ne ostacolano un uso diffuso. Nell’ambito del progetto LEOLEC (Towards long-lived and efficient organic light-emitting electrochemical cells), finanziato dall’UE, gli scienziati hanno studiato a fondo i fattori che hanno un effetto sulla posizione della zona di illuminazione, che è fondamentale per comprendere cosa limita la durata delle LEC organiche. Il team ha preparato delle LEC usando molti differenti polimeri a emissione di luce, cercando di comprendere perché l’emissione di luce normalmente avviene vicino al catodo. Essi sono giunti alla conclusione che la posizione dell’emissione nelle LEC dipende in larga misura dai portatori di carica caricati negativamente nel polimero a emissione di luce. Ad esempio, per un polimero contenente ossigeno, l’emissione di luce avviene in prossimità del catodo. Per un altro polimero contenente solo idrogeno e carbonio, l’emissione di luce avviene in una posizione differente, ovvero in mezzo ai due elettrodi conduttori. Gli scienziati hanno effettuato la dimostrazione di un nuovo approccio per migliorare l’efficienza dei dispositivi LEC organici a luce bianca mediante l’integrazione di polimeri proteici nel dispositivo. Essi sono riusciti a preparare un nuovo dispositivo a emissione di luce, dove l’emissione ha origine da uno strato molto sottile di fibrille contenenti complessi metallici emissivi. Degli esperimenti fotofisici hanno gettato nuova luce sull’esatta funzione delle proteine. Poiché la tecnologia delle LEC organiche presenta nuovi fattori di forma come ad esempio flessibilità ed emissione su grande area, questo metodo appena sviluppato è compatibile con i processi di stampa. Il lavoro del progetto ha compiuto un passo in avanti verso la comprensione del meccanismo di generazione di cariche nelle celle solari organiche. Gli scienziati hanno misurato le tensioni del circuito aperto della cella a diverse temperature e hanno confrontato differenti interfacce donatore-accettore. I risultati hanno dimostrato una diminuzione della tensione nel circuito aperto a basse temperature. La ridotta separazione di carica a basse temperature giustificava questa diminuzione. Le scoperte di LEOLEC dovrebbero aiutare la ricerca a raggiungere un punto in cui l’efficienza energetica e la durata delle LEC le renderà utili per applicazioni commerciali. Ci si aspetta inoltre che queste scoperte aumentino la competitività dello Spazio europeo della ricerca (SER) nel campo delle LEC organiche.
Parole chiave
Illuminazione, celle elettrochimiche a emissione di luce, polimeri, generazione cariche
