Neuer LED-Leuchtstoff spart viel Energie ein
Lichtausbeute von weißen Dioden laut Innsbrucker Forschern um ein Sechstel steigerbar
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Kristallstruktur des hocheffizienten "SALON"-Leuchtstoffs (Foto: uibk.ac.at) |
Innsbruck (pte014/24.04.2019/10:30) Forscher der Universität Innsbruck http://uibk.ac.at haben einen neuen roten Leuchtstoff entwickelt, dessen Licht vom menschlichen Auge gut wahrgenommen wird. Damit lässt sich die Lichtausbeute von weißen LEDs um rund ein Sechstel steigern, was die Energieeffizienz von Beleuchtungssystemen deutlich verbessert.
Farbe Rot synthetisiert
Dem Team um Hubert Huppertz vom Institut für Allgemeine, Anorganische und Theoretische Chemie der Universität Innsbruck ist in Kooperation mit der Firma OSRAM Opto Semiconductors gelungen, einen neuen roten Leuchtstoff zu synthetisieren, der laut den Experten über hervorragende Lumineszenzeigenschaften verfügt und LED-Beleuchtungsmittel deutlich energieeffizienter macht.
Der leistungsstarke rote Phosphor Sr[Li2Al2O2N2]:Eu2+, dem die Forscher den Namen "SALON" gegeben haben, erfüllt alle Anforderungen an die optischen Eigenschaften eines Leuchtstoffs. Die Entwicklung geht zurück auf Forschungen, die Huppertz noch an der Universität Bayreuth durchgeführt hat. Im Rahmen seiner Doktorarbeit entwickelte er dort mit Europium dotierte Nitride, die fluoreszieren. Diese wurden von der damaligen Arbeitsgruppe dann fortführend in München weiter optimiert und kommen heute breit zum Einsatz.
Diese roten Farbstoffe sind mitverantwortlich, dass LEDs nicht mehr kalt-weiß, sondern auch warm-weiß leuchten. Interessanterweise reagiert das Auge am sensibelsten auf die Farbe Grün. Im blauen und roten Bereich ist das Auge weniger empfindsam. Zwar emittieren diese Leuchtstoffe rotes Licht im sichtbaren Bereich, ein Großteil der Energie geht aber in den Infrarotbereich, den das Auge nicht wahrnimmt. Mit dem nun in Innsbruck entwickelten Leuchtstoff ist es gelungen, die Lichtemission von Rot in Richtung Blau zu verschieben.
Weniger Energieverlust
"Weil zunächst nur wenige sehr kleine Partikel in einer sehr inhomogenen Probe zur Verfügung standen, war es schwierig, die Synthese zu optimieren", sagt Doktorand Gregor Hoerder. Der Durchbruch gelang, als die Forscher einen Einkristall aus einem der vielversprechendsten Syntheseprodukte isolierten und damit die Struktur des neuen Materials bestimmen konnten. "Der Stoff ist so synthetisiert, dass er mehr im orangen als im roten Bereich emittiert. Mit SALON haben wir weniger Energieverlust", ergänzt Huppertz.
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