Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Physiker der Universität Potsdam entwickeln Dioden mit geringem Stromverbrauch

25.06.2004


Polymer-Leuchtdioden mit Weltrekord-Effizienzen



Den Physikern Dr. Xiaohui Yang und Prof. Dr. Dieter Neher aus dem Institut für Physik der Universität Potsdam ist es gelungen, die Effizienz polymerer Leuchtdioden (PLEDs) signifikant zu steigern. Ziel der Arbeiten in Potsdam ist es, so genannte Einschicht-Leuchtdioden mit geringem Stromverbrauch zu entwickeln, die für Anzeigesysteme und großflächige Beleuchtungsanwendungen verwendet werden können. Diese Entwicklung wird im Rahmen eines vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Projektes in enger Kooperation mit Industrie- und Hochschulgruppen durchgeführt.



Ein viel versprechender Weg zu hocheffizienten PLEDs ist die Elektrophosphoreszenz. Dabei rekombinieren die durch die Leuchtdiode fließenden Elektronen und Löcher auf geeigneten Phosphoreszenzfarbstoffen. Quantenmechanische Überlegungen zeigen, dass bei Verwendung solcher Farbstoffe bei jeder Rekombination genau ein Photon emittiert werden kann.

Diese Farbstoffe neigen zur Kristallisation und Aggregation, so dass reine Farbstoffschichten nicht zum Aufbau der Leuchtdioden verwendet werden können. Mehrere Forschergruppen auf der Welt versuchen deshalb, diese Phosphoreszenzfarbstoffe in geeignete Polymermatrizen einzumischen. Anfang dieses Jahres haben Forscher in Japan, USA und Deutschland, darunter auch die Gruppe in Potsdam, gezeigt, dass mit diesem Konzept Polymer-Leuchtdioden mit Leistungseffizienzen von mehr als zwölf lm/W möglich sind.

Bei diesen Experimenten hat sich die Injektion der Ladungsträger als besonders problematisch herausgestellt. Da die Polymermatrix eine sehr hohe Bandlücke aufweisen muss, bildet sich eine hohe Barriere für den Übergang der Ladungsträger von den Elektroden in die aktive Schicht. Durch Optimierung der Kathode konnte in den letzten Jahren die Barriere für die Injektion der Elektronen aber deutlich herabgesetzt werden.

Den Physikern aus Potsdam ist es nun gelungen, die Injektion der Löcher durch gezielte Verbesserung der Zusammensetzung der aktiven Schicht entscheidend zu verbessern. Dazu wurden der Polymerschicht geeignete Moleküle beigemischt, die den Transport der Löcher zu den phosphoreszierenden Farbstoffen übernehmen. Auf diese Weise konnte die Leistungseffizienz auf Werte von bis zu 24 lm/W nahezu verdoppelt werden. Dies ist die höchste Effizienz, die jemals für Ein-Schicht Polymer-Leuchtdioden publiziert wurde.

Damit ist ein wichtiger Schritt hin zu hocheffizienten Leuchtdioden für großflächige Beleuchtungselemente und Anzeigesysteme gemacht. Weiterführende Arbeiten haben zum Ziel, die Leistungseffizienz der elektrophosphoreszierenden PLEDs durch Optimierung der Ladungsträgerinjektion weiter zu steigern. Letztendlich sollen mit einfachen Schichtstrukturen Effizienzen erreicht werden, die bisher nur mit komplizierten Mehrschichtaufbauten aus "kleinen Molekülen" realisiert werden konnten.

Informationen sind auch in der Fachzeitschrift "Applied Physics Letters" (Appl. Phys. Lett. 2004, Vol. 84, S. 2476-2478) veröffentlicht.

Andrea Benthien | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-potsdam.de

Weitere Berichte zu: Leistungseffizienz Leuchtdiode PLEDs Physik Stromverbrauch

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Radioaktive Elemente in Cassiopeia A liefern Hinweise auf Neutrinos als Ursache der Supernova-Explosion
23.06.2017 | Max-Planck-Institut für Astrophysik

nachricht Individualisierte Faserkomponenten für den Weltmarkt
22.06.2017 | Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH)

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Can we see monkeys from space? Emerging technologies to map biodiversity

An international team of scientists has proposed a new multi-disciplinary approach in which an array of new technologies will allow us to map biodiversity and the risks that wildlife is facing at the scale of whole landscapes. The findings are published in Nature Ecology and Evolution. This international research is led by the Kunming Institute of Zoology from China, University of East Anglia, University of Leicester and the Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research.

Using a combination of satellite and ground data, the team proposes that it is now possible to map biodiversity with an accuracy that has not been previously...

Im Focus: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Im Focus: Climate satellite: Tracking methane with robust laser technology

Heatwaves in the Arctic, longer periods of vegetation in Europe, severe floods in West Africa – starting in 2021, scientists want to explore the emissions of the greenhouse gas methane with the German-French satellite MERLIN. This is made possible by a new robust laser system of the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT in Aachen, which achieves unprecedented measurement accuracy.

Methane is primarily the result of the decomposition of organic matter. The gas has a 25 times greater warming potential than carbon dioxide, but is not as...

Im Focus: How protons move through a fuel cell

Hydrogen is regarded as the energy source of the future: It is produced with solar power and can be used to generate heat and electricity in fuel cells. Empa researchers have now succeeded in decoding the movement of hydrogen ions in crystals – a key step towards more efficient energy conversion in the hydrogen industry of tomorrow.

As charge carriers, electrons and ions play the leading role in electrochemical energy storage devices and converters such as batteries and fuel cells. Proton...

Im Focus: Die Schweiz in Pole-Position in der neuen ESA-Mission

Die Europäische Weltraumagentur ESA gab heute grünes Licht für die industrielle Produktion von PLATO, der grössten europäischen wissenschaftlichen Mission zu Exoplaneten. Partner dieser Mission sind die Universitäten Bern und Genf.

Die Europäische Weltraumagentur ESA lanciert heute PLATO (PLAnetary Transits and Oscillation of stars), die grösste europäische wissenschaftliche Mission zur...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Von Batterieforschung bis Optoelektronik

23.06.2017 | Veranstaltungen

10. HDT-Tagung: Elektrische Antriebstechnologie für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

22.06.2017 | Veranstaltungen

„Fit für die Industrie 4.0“ – Tagung von Hochschule Darmstadt und Schader-Stiftung am 27. Juni

22.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Radioaktive Elemente in Cassiopeia A liefern Hinweise auf Neutrinos als Ursache der Supernova-Explosion

23.06.2017 | Physik Astronomie

Dünenökosysteme modellieren

23.06.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Makro-Mikrowelle macht Leichtbau für Luft- und Raumfahrt effizienter

23.06.2017 | Materialwissenschaften