Neue LEDs revolutionieren Beleuchtungsmarkt

Kupfer-Iodid-Hybrid von Forschern der Rutgers University ist stabil, lichtstark sowie ungiftig

Neues LED-Material emittiert tiefblaues Licht (Foto: Kun Zhu, Jing Li Lab, rutgers.edu)

New Brunswick (pte003/18.07.2025/06:10)

Mit ultrahellen blauen LEDs, die zudem noch ohne die bisher üblichen giftigen Zutaten auskommen, wollen Forscher der Rutgers University die Welt der künstlichen Beleuchtung revolutionieren.

Weißes Licht durch blaue LEDs

"Tiefblaue LEDs sind das Herzstück der heutigen energieeffizienten Beleuchtungstechnologien. Allerdings weisen sie aufgrund der Verwendung giftiger Komponenten häufig Probleme hinsichtlich Stabilität, Skalierbarkeit, Kosten, Effizienz und Umweltverträglichkeit auf", so Forschungsleiterin Jing Li. Der neue Kupfer-Iodid-Hybrid sei eine überzeugende Alternative, da er ungiftig, robust und leistungsstark sei.

Blaue LEDs sind besonders wichtig, da sie zur Erzeugung von weißem Licht verwendet werden, entweder durch Filter oder durch Kombination mit den anderen Grundfarben Rot und Grün. Blaue LEDs wurden erst Anfang der 1990er-Jahre entdeckt und brachten ihren drei japanischen Entdeckern 2014 den Nobelpreis für Physik ein. Bis dahin war es unmöglich, weißes LED-Licht zu erzeugen, während die anderen Farben längst Realität waren.

Deutlich effektiver und günstiger

Die an der Studie beteiligten Forscher haben einen Weg gefunden, blaue LEDs durch die Verwendung eines neuen Hybridmaterials effizienter und nachhaltiger zu machen: eine Kombination aus Kupferiodid und organischen Molekülen. "Wir wollten neue Materialien entwickeln, die ein sehr helles, tiefblaues Licht abgeben und mit denen LEDs zu geringeren Kosten als aktuelle blaue LEDs hergestellt werden können", sagt Li.

Der neue hybride Kupferiodid-Halbleiter bietet gegenüber einigen anderen in LEDs verwendeten Materialien eine Reihe von Vorteilen. Perowskite sind zwar kostengünstig, enthalten jedoch Blei, das für den Menschen giftig ist, und sind wegen ihrer Empfindlichkeit gegenüber Feuchtigkeit und Sauerstoff instabil. Organische LEDs (OLEDs) sind flexibel und potenziell effizient, können jedoch schnell zersetzen und die Farbqualität sinkt mit der Zeit.

Kolloidale Quantenpunkte eignen sich vor allem für grüne und energieärmere LEDs und basieren häufig auf Cadmium, was Bedenken hinsichtlich der Toxizität aufwirft. Phosphoreszierende organische Emitter können teuer und komplex in der Synthese sein. Das hybride Kupfer-Iodid-Material verfügt über eine sehr hohe Photolumineszenz-Quantenausbeute von etwa 99,6 Prozent, was bedeutet, dass es fast alle eingespeisten Elektronen in blaues Licht umwandelt.

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