Lichtemittierende elektrochemische Zellen

LECs – Langlebige Leuchtmittel

Forscher der Universitäten Basel und Valencia machen wichtige Fortschritte in der Entwicklung der nächsten Generation von Leuchtmitteln. Die Resultate hat die Fachzeitschrift „Chemical Science“ veröffentlicht.

Eine organische Hülle umschließt den Iridium-Metallkern und beschützt ihn innerhalb der LEC. Die chemische Struktur der Hülle erlaubt es den Forschenden, die Farbe des emittierten Lichts zu verändern. (Bild: © Universität Basel)

Die Beleuchtungstechnologie befindet sich im Wandel. Die klassische Glühbirne, die Strom vielmehr in Wärme als in Licht umwandelt, wird zunehmend von fluoreszierenden Geräten abgelöst. Lichtemittierende Dioden (LEDs) sind im Begriff, die veraltete Technologie mittelfristig ganz zu ersetzen.

Die Forschungsgruppe unter der Leitung der Basler Chemieprofessoren Catherine E. Housecroft und Edwin C. Constable beschreibt in ihrer jüngsten Studie neuartige molekulare Bausteine und Strategien, um lichtemittierende elektrochemische Zellen (LECs) mit eindrücklicher Lebensdauer aufzubereiten.

Einfachere und robustere LECs
LEDs sind komplexe, vielschichtige Objekte, die unter Hochvakuum und hohen Temperaturen hergestellt und rigoros vor Luft und Wasser geschützt werden müssen. LECs hingegen sind einfacher aufgebaut: Sie bestehen aus nur einer Schicht aktiven Materials und können bei Raumtemperatur und ohne Vakuum hergestellt werden.

Bisher hatten LECs eine relativ kurze Lebensdauer, was einer kommerziellen Nutzung im Weg stand. Die Teams aus Basel und Valencia konnten nun zeigen, dass dank einem neuen Verfahren Geräte mit einer Laufzeit von weit über 2500 Stunden möglich sind. Dabei stabilisieren sogenannte aromatische Molekülringe die molekularen Bausteine.

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Die Forscher bestückten Metallkomplexe mit Ringen, die sich von selbst wie eine Hülle um ein Metall-Molekül legen. „Man kann sich das wie eine sich schließende Blüte vorstellen – die flachen, blattartigen Ringe falten sich um das Molekül und machen es dadurch zu einer kompakten und robusten Struktur“, erklärt Constable. Außerdem ermöglicht es die präzise chemische Struktur der Hülle, die Farbe des Lichts anzupassen – womit das Ziel, LECs herzustellen, die Weißlicht emittieren, einen Schritt näher gerückt ist.

Originalartikel:
Andreas M. Bünzli, Edwin C. Constable, Catherine E. Housecroft, Alessandro Prescimone, Jennifer A. Zampese, Giulia Longo, Lidón Gil-Escrig, Antonio Pertegás, Enrique Ortí and Henk J. Bolink: Exceptionally long-lived light-emitting electrochemical cells: multiple intra-cation π-stacking interactions in [Ir(C^N)2(N^N)][PF6] emitters. Chem. Sci., 2015, 1-10, DOI: 10.1039/c4sc03942d.

Weitere Informationen:
Prof. Edwin C. Constable
Universität Basel, Departement Chemie
E-Mail: edwin.constable@unibas.ch

Prof. Catherine E. Housecroft
Universität Basel, Departement Chemie
E-Mail: catherine.housecroft@unibas.ch

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