OLED a infrarossi vicini preparano il terreno per nuovi mercati

26th March 2018
Posted By : Enaie Azambuja
OLED a infrarossi vicini preparano il terreno per nuovi mercati

I semiconduttori organici hanno molte più potenzialità di quello che possiamo vedere sulle ultime TV OLED o nelle applicazioni di illuminazione. La ricerca condotta nell’ambito del progetto OSNIRO sta apportando una nuova forma di materiali che emettono infrarossi vicini e che potrebbero permettere nuove applicazioni biomediche, pannelli fotovoltaici, sensori o display leggibili in visione notturna, entro tre o cinque anni.

L’alto costo dei dispositivi OLED fa sì che questi non siano ancora alla portata di molti, ma senza dubbio le loro caratteristiche uniche e le economie di scala permetteranno loro di raggiungere anche i compratori meno abbienti.

Nel frattempo, i ricercatori finanziati nell’ambito del progetto OSNIRO (Organic Semiconductors for NIR Optoelectronics) hanno studiato una specifica categoria di OLED emittenti nella regione degli infrarossi vicini (lunghezze d’onda superiori ai 700 nm).

Usando i recenti progressi nel campo della sintesi di BODIPY – una categoria specifica di metà contenenti boro – il team è riuscito a dimostrare OLED con un picco di emissione a 720 nm ed efficienze esterne fino a 1,1%, uno dei valori più alti riportati fino a questo momento per un NIR-OLED non contenente metalli pesanti o tossici. Questo significa, tra le altre cose, che le applicazioni di bio-rilevazione basate su NIR-OLED possono essere adesso prese seriamente in considerazione.

“Diversi nuovi materiali semiconduttori per l’elettroluminescenza degli infrarossi vicini sono stati generati e testati e quelli con le prestazioni migliori sono sistemi a due componenti con l’emittente di infrarossi vicini mescolata in una matrice polimerica con proprietà di semiconduttore,” spiega il prof. dott. Ullrich Scherf, coordinatore scientifico di OSNIRO.

“Inoltre, sono stati presentati sistemi a due componenti da usare come fotorilevatori di infrarossi vicini basati su miscele di un donatore assorbente infrarossi vicini e un accettore di fullerene.”

Il prof. dott. Scherf definisce le prestazioni di questi dispositivi elettroluminescenti a infrarossi vicini e fotovoltaici a infrarossi vicini “promettenti”. Queste comprendono miglioramenti delle celle solari con efficienze di conversione superiori all’11%, mentre i fotorilevatori essenzialmente forniscono una maggiore efficienza quantica esterna (EQE) e correnti scure più basse. Uno dei fotorilevatori raggiunge una EQE del 67 % e una lunghezza d’onda di 800 nm.

E questo non è che il primo passo verso una serie di miglioramenti che il consorzio spera di ottenere. Come spiega il prof. dott. Scherf, “i nostri dispositivi possono essere ulteriormente migliorati ottimizzando i materiali, i rapporti composizione/miscela, gli elettrodi ecc.”

Questa ricerca di follow-up è già in corso attraverso una collaborazione bilaterale tra i partner del progetto, tra cui potenziali utenti come Siemens Healthcare e Advent Technologies.

Oltre alla ricerca e sviluppo, OSNIRO si è occupato anche di creare competenze. Giovani chimici, fisici, ingegneri ed esperti di scienze dei materiali hanno ricevuto una formazione intensiva nel campo dei dispositivi optoelettronici che usano materiali organici funzionanti nella regione degli infrarossi vicini.

Sono stati selezionati in totale 17 borsisti che hanno avuto l’opportunità di lavorare a propri progetti scientifici, questo programma di formazione ha avuto come risultato ben 29 articoli pubblicati su importanti riviste.

Sul fronte dei dispositivi, il partner del progetto SHC ha già presentato una richiesta di brevetto, mentre altri seguiranno il suo esempio nel prossimo futuro. Il prof. dott. Scherf è sicuro che, entro tre o cinque anni, OSNIRO permetterà la commercializzazione di prodotti come occhiali per la visione notturna o dispositivi per l’imaging o la rilevazione per applicazioni mediche.


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