Innovatieve LEDs met materialen zonder beperkte beschikbaarheid (ILLLUMINA)

Light-Emitting Diodes (LED's) zijn de standaardtechnologie geworden voor verlichting overal, dat wil zeggen in huishoudens en de meeste openbare en industriële omgevingen, waarvoor de belangrijkste redenen energie-efficiëntie, levensduur en beschikbaarheid van kleuren zijn. Ongeveer 40% van het energieverbruik van huishoudens wordt geleverd als elektriciteit en ca. 14% van die energie wordt besteed aan verlichting. Huidige LED-systemen bevatten indium, gallium en zeldzame aardelementen zoals dysprosium. Het vervangen van zeldzame en kritische materialen door meer voorkomende materialen is van strategisch belang voor Europa. Het ILLUMINA-project richt zich op de noodzaak om LED's te ontwikkelen op basis van meer voorkomende en milieuvriendelijke materialen en methoden. Het past binnen de EIC Pathfinder Challenge ‘Responsible Electronics’, die zich richt op het verminderen van de milieu-impact van elektronica en het verminderen van de behoefte aan kritische grondstoffen en gevaarlijke chemicaliën. Het consortium (5 partners), geleid door de KU Leuven (vertegenwoordigd door 3 onderzoeksgroepen), heeft 3 hoofddoelstellingen/uitdagingen gedefinieerd die moeten worden aangepakt: Doelstelling 1: Het belangrijkste onderdeel van een LED is het emitterende materiaal dat tussen de elektroden is ingeklemd (anode en kathode) waar de elektronen en elektronengaten recombineren met de emissie van fotonen. De ultramoderne emissieve materialen bevatten en zijn afhankelijk van kritische materialen. Om deze afhankelijkheid op te lossen, is de strategie van MOF-LED het ontwikkelen van alternatieve emissieve materialen bestaande uit organische kwantumdots (CDOT's) die moeten worden afgestemd, geoptimaliseerd en beschermd in bijvoorbeeld mesoporeuze, colloïdale of polymere matrices. Doelstelling 2: Elektroden zijn een ander essentieel onderdeel van LED's. Om het gebruik van (gevaarlijke) oplosmiddelen te vermijden en als alternatief voor ITO en FTO, is de tweede doelstelling het ontwikkelen van dampgebaseerde methoden voor de depositie van transparante en geleidende films. Doelstelling 3: Om tegemoet te komen aan de behoefte aan nieuwe/alternatieve oplossingen, is de derde doelstelling het ontwikkelen van flexibele en rekbare proof-of-concept-apparaten op basis van de nieuwe ‘LED-materialen’. Alle materialen zullen worden gekarakteriseerd en de prestaties van lichtgevende materialen zullen in detail worden bestudeerd. Ten slotte omvat het project, zoals gevraagd door de EIC Challenge, een levenscyclus- en circulariteitsstudie van de te ontwikkelen materialen en technologieën.