Diese LED grünt nur so grün an der ETH Zürich

» Von Florian Meyer, ETH News, 07.09.2017 06:45.

weitere Artikel

Bildergalerie

Im konkreten Fall haben Shih und sein Team Nanomaterialien verwendet, um die LED-Technologie weiterzuentwickeln: Leuchtdioden enthalten in der Regel einen Halbleiterkristall, der, wenn man elektrischen Strom zuschaltet, einen Teil der Elektrizität in Licht umwandelt und dieses ausstrahlt. Als Ausgangsmaterial wird dafür meistens Indiumgalliumnitrid (InGaN) verwendet. Dieses Material hat jedoch nicht die besten Eigenschaften, um wirklich hochreines grünes Licht zu erzeugen.

Aus diesem Grund setzte Sihs Team auf Perowskit. Dieses Mineral wird auch zur Herstellung von Solarzellen eingesetzt und kann Elektrizität vergleichsweise effizient in Licht umwandeln. Ausserdem ist es kostengünstig und trägt dazu bei, dass der Herstellungsprozess einfach und schnell funktioniert – nach nur einer halben Stunde sei Perowskit chemisch gereinigt und einsatzbereit, sagt Shih.

Winzigste 4,8 Nanometer dünn ist das Perowskit-Material in Shihs Leuchtdiode. Das ist ein wichtiger Faktor, denn die Farbqualität hängt mit der Dicke und Form des verwendeten Nanokristalls zusammen. Vereinfacht gesagt, heisst das: die Kristalle sollten weder dicker noch dünner sein, um genau das erwünschte reine Grün zu erzielen.

Diese flexiblen, ultradünnen Leuchtdioden sind so biegbar wie ein Blatt Papier. Deshalb liessen sie sich kostengünstig und schnell mit bestehenden Rolle-zu-Rolle-Verfahren oder im Tintenstrahldruck herstellen, sagt Shih und ergänzt, mit Blick auf eine künftige industrielle Produktion sei das von Vorteil.

Nächster Schritt: Effizienz steigern

Bis zu einer ersten industriellen Anwendung der ultragrünen Leuchtdiode wird es trotz allem noch eine Weile dauern. In einem nächsten Schritt muss Shih zuerst die Effizienz seiner Leuchtdiode steigern. Heute erzielt sein LED bei der Umwandlung von Elektrizität zu Licht eine Effizienz von 3 Prozent. Zum Vergleich: TV-Bildschirme, die heute schon auf dem Markt sind, erreichen eine Effizienz von 5 bis 10 Prozent. In der nächsten Version seiner Leuchtdiode will Shih deshalb eine Effizienz von 6 bis 7 Prozent erzielen. Weiteres Steigerungspotenzial sieht Shih auch bei der Lebensdauer seiner Leuchtdiode: Heute leuchtet sie über zwei Stunden lang. Marktgängige Bildschirme sollten aber jahrelang funktionieren.

Weitere Fotos der ultragrünen LED finden sich in unserer Bilderstrecke.

Werbung

KOMMENTARE

Keine Kommentare

KOMMENTAR SCHREIBEN

*
*
*
*

Alles Pflichfelder, E-Mail-Adresse wird nicht angezeigt.

Die Redaktion hält sich vor, unangebrachte, rassistische oder ehrverletzende Kommentare zu löschen.
Die Verfasser von Leserkommentaren gewähren der NMGZ AG das unentgeltliche, zeitlich und räumlich unbegrenzte Recht, ihre Leserkommentare ganz oder teilweise auf dem Portal zu verwenden. Eingeschlossen ist zusätzlich das Recht, die Texte in andere Publikationsorgane, Medien oder Bücher zu übernehmen und zur Archivierung abzuspeichern.