Se puede fabricar una tecnología de iluminación de bajo costo y fácil de fabricar con celdas electroquímicas emisoras de luz. Estas celdas son dispositivos electrónicos e iónicos de película delgada que generan luz después de aplicar un bajo voltaje. Investigadores de la Universidad Técnica de Munich (TUM) y la Universidad de Turín ahora han utilizado un extenso análisis de datos para crear celdas electroquímicas de primera clase a partir de complejos de cobre que emiten luz azul y blanca.

Las celdas electroquímicas emisoras de luz (LEC) son los dispositivos de iluminación de película delgada más simples y menos costosos disponibles hasta la fecha. Se componen de una sola capa activa. Se utilizan, por ejemplo, como tintas y adhesivos electroluminiscentes.

El efecto de la electroluminiscencia se demostró por primera vez en 1905. En ese momento, dos científicos detectaron la presencia de luz bajo voltaje aplicado en varios minerales y metales y pudieron correlacionar la intensidad con el voltaje y la generación de calor. Sus prototipos se consideran los primeros LED. "Sin embargo, el uso técnico del efecto solo fue posible más tarde, y mientras que los conocidos diodos emisores de luz o LED son dispositivos semiconductores que emiten luz cuando se aplica un voltaje eléctrico, las celdas electroquímicas emisoras de luz o LEC que estamos analizando siguen un principio diferente", explica Rubén D. Costa, Catedrático de Materiales Biógenos Funcionales de la TUM.

La transición del laboratorio al mercado real es difícil hasta ahora

Los grupos de investigación del profesor Ruben D. Costa del TUM Campus Straubing for Biotechnology and Sustainability y de la profesora Claudia Barolo de la Universidad de Turín han desarrollado ahora el primer enfoque para desarrollar emisores LEC en las llamadas capas activas. Basados ​​en complejos de cobre(l), estos LEC crean una excelente luz azul y blanca.

"El desarrollo de dispositivos económicos que emiten luz blanca y azul es muy deseado y tiene muchos beneficios. Sin embargo, la falta anterior de emisores azules ha dificultado la transición del laboratorio al mercado real. En consecuencia, la creación de emisores azules es una norma general". hito en la iluminación de película delgada. Una vez que los dispositivos azules estén aquí, podremos fabricar dispositivos de luz blanca con relativa facilidad", dice el profesor Costa. Son precisamente los emisores azules los que los grupos de investigación han logrado crear ahora.

La ciencia de datos como un nuevo enfoque

The research groups from Straubing and Turin have successfully used data science tools to establish a statistical relationship between the X-ray structure and the electronic features of the copper(l) complexes dimine and diphosphine ligands. At the same time, they have studied the structural and electronic parameters and their interrelationships to determine the emission color, efficiency, and luminescence of the devices.

After extensive data evaluation of various known approaches, a new design has emerged for blue LECs which provide excellent performance as compared to devices with conventional emitters.

High-performance white LECs with copper(l) complexes

"With the new high-performance blue LECs, copper(l) based single-layer white LECs with high quality white light and a color rendering index of 90 can be realized," says Professor Claudia Barolo of the University of Turin. The color rendering index indicates how natural colors of illuminated objects appear under a given light source and has a maximum value of 100, so a value of 90 is already very good.

This work points to a new way to streamline the design of emitters and active layers in thin-film lighting. "We are convinced that our analytical model is a first step towards advanced machine learning methods for the fine design of other active compounds as well," states professor Costa. + Explora más

Flexible LEC components for efficient light emission