Nowe badania w zakresie wydajnego oświetlenia o wydłużonym czasie eksploatacji
LEC, generujące światło albo z energii elektrycznej, albo reakcji chemicznych, to bardzo obiecująca alternatywa dla wielu zastosowań, jak choćby oświetlanie dużych powierzchni. Pomimo dużego potencjału technologii w zakresie inteligentniejszego zarządzania energią w porównaniu do oświetlenia żarowego, na drodze ku jej upowszechnieniu stoi ograniczona długość życia i wydajność ogniw. Zespół projektu LEOLEC (Towards long-lived and efficient organic light-emitting electrochemical cells) starannie zbadał czynniki wpływające na położenie strefy oświetlenia, które stanowi klucz do zrozumienia, co ogranicza długość życia organicznych LEC. Zespół stworzył LEC przy użyciu kilku różnych polimerów emitujących światło, starając się zrozumieć, dlaczego emisja światła zwykle ma miejsce w okolicy katody. Naukowcy wywnioskowali, że pozycja emisji LEC w dużym stopniu zależy od ujemnie naładowanych nośników w emitujących światło polimerach. Przykładowo dla polimeru zawierającego cząsteczki tlenu, emisja światła odbywa się w pobliżu katody. Dla innego polimeru zawierającego jedynie wodór i węgiel, emisja światła odbywa się w innej pozycji — po środku dwóch elektrod przewodzących. Uczeni zademonstrowali nowatorskie podejście do poprawy wydajności organicznych LEC rzucających białe światło, wprowadzając do urządzenia polimery białkowe. Z powodzeniem opracowali nowe urządzenie emitujące światło, w którym emisja pochodzi z bardzo cienkiej warstwy fibryli zawierających kompleksy metalu emisyjnego. Eksperymenty fotofizyczne dostarczają dalszych informacji o dokładnej funkcji białka. Podczas gdy technologia organicznych ogniw LEC wykorzystuje nowe czynniki kształtu, jak giętkość i emisja o dużej powierzchni, ta nowo opracowana metoda jest kompatybilna z procesami drukowania. Działania w ramach projektu pozwoliły lepiej zrozumieć mechanizm generowania ładunku w organicznych ogniwach słonecznych. Naukowcy dokonali pomiaru napięć w obwodzie otwartym przy różnych temperaturach i porównali różne powierzchnie międzyfazowe donor-akceptor. Wyniki ukazują spadek napięciu w obwodzie otwartym w niskich temperaturach. Za spadek ten odpowiada separacja ładunku zmniejszonego w niskich temperaturach. Odkrycia poczynione w projekcie LEOLEC powinny pomóc badaczom osiągnąć poziom, w którym wydajność energetyczna i długość życia ogniw LEC uczynią je przydatnymi do zastosowań komercyjnych. Oczekuje się także, że wyniki projektu zwiększą konkurencyjność europejskiej przestrzeni badawczej (EPB) w dziedzinie organicznych ogniw LEC.
Słowa kluczowe
Oświetlenie, ogniwa elektrochemiczne emitujące światło, polimery, generowanie ładunku
