​​LECs– en allt mer lovande supertunn ljuskomponent

Forskare vid Umeå och Linköpings universitet har tagit fram starkt lysande elektrokemiska celler (LECs) som är betydligt effektivare än tidigare. Som sådan är den tunna, flexibla och lätta ljuskällan lovande för kommande och förbättrade tillämpningar inom hemdiagnostik, belysning, enkla displayer och hälsovård. Resultaten publiceras i Nature Communications.

En ljusemitterande elektrokemisk cell (LEC) är en tunn, flexibel och lätt plastliknande ljuskälla. Den kan drivas av ett batteri, avger ljus med väsentligen vilken färg som helst, och tillverkas till en låg kostnad med en metod som liknar hur tidningar tillverkas i en tryckpress.

Hittills har en bestående och problematisk nackdel varit att forskarna inte kunnat frambringa LEC-enheter med både starkt ljus och hög effektivitet. I själva verket har det ifrågasatts om detta överhuvudtaget är möjligt.

I det senaste numret av den vetenskapliga tidskriften Nature Communications visar ett forskarteam från Umeå universitet, Linköpings universitet och företaget LunaLEC AB i Sverige en väg mot att lösa detta problem. Med hjälp av en systematisk kombination av experiment och simuleringar har de etablerat en allmän uppsättning designprinciper, som inkluderar balanserade elektronfällor, optimerad dopning och elektrokemiskt stabila material. Forskarnas ansats har banat vägen för LEC-komponenter som lyser med en hög ljusstyrka av 2 000 cd/m2 vid en elektron-till-foton effektivitet av 27,5 procent.

– Siffran kan jämföras med en standard TV med en maximal ljusstyrka mellan 300 och 500 cd/m2, medan 2000 cd/m2 är en typisk ljusstyrka på en OLED-belysningspanel. Vad gäller effektivitet ligger vår LEC-komponent nära den hos vanliga fluorescerande lysrör, säger Ludvig Edman som leder projektet och är professor på Institutionen för fysik vid Umeå universitet.

Vilken framtid ser ni för LEC-enheter?

– Med denna prestanda erbjuder LEC nu inte bara en låg kostnad och uppenbara designfördelar vad gäller form, utan ljuskällan blir också en sann konkurrent med förankrade teknologier, såsom fluorescerande lysrör, LED och OLED, vad gäller effektivitet och praktisk funktionalitet, säger Martijn Kemerink, professor på Institutionen för fysik, kemi och biologi vid Linköpings universitet.

Originalartikel:

S. Tang, A. Sandström, P. Lundberg, T. Lanz, C. Larsen, S. van Reenen, M. Kemerink and L. Edman: Design rules for light-emitting electrochemical cells delivering bright luminance at 27.5 percent external quantum efficiency. Nature Communications 8. 1190 (2017). doi:10.1038/s41467-017-01339-0.

http://www.nature.com/articles/s41467-017-01339-0

För mer information, kontakta gärna:

Ludvig Edman, Institutionen för fysik
Telefon: 090-786 57 32
E-post: ludvig.edman@umu.se

Porträttfoto på Ludvig Edman. Foto: Mattias Pettersson

Umeå universitet
Umeå universitet är ett av Sveriges största lärosäten med drygt 32 000 studenter och 4300 anställda. Här finns internationellt väletablerad forskning och en stor mångfald av utbildningar. Vårt campus utgör en inspirerande miljö som inbjuder till gränsöverskridande möten – mellan studenter, forskare, lärare och externa parter. Genom samverkan med andra samhällsaktörer bidrar vi till utveckling och stärker kvaliteten i forskning och utbildning.