‘Efficiëntie Oled veel lager dan gehoopt’

Onderzoekers van de University of Utah zijn erin geslaagd een elektrische stroom in een organische halfgeleider te regelen via de spin van elektronen. Dat is goed nieuws voor de organische spintransistor, die daarmee een stapje dichterbij komt. De Amerikaanse studie leverde echter ook een domper op. De efficiëntie van Oleds komt mogelijk niet boven de 25 procent uit, terwijl verschillende partijen toewerkten naar rendementen tot rond de 60 procent – een waarde die anorganische leds nu al halen. Dat zou Oled veel minder geschikt maken voor verlichtingstoepassingen dan gehoopt.

De researchers komen tot die conclusie door voor het eerst experimenteel te kijken naar de kwantummechanica van het onderliggende Oled-mechanisme. In leds, dus ook Oleds, komt energie vrij wanneer elektronen en gaten combineren. Hoe deze energie vrijkomt, is afhankelijk van de spintoestand van de elektron-gatcombinatie. Een zogenaamde singlet, die wordt gevormd met een kans van een op vier, vervalt in de regel onder uitzending van een foton. De andere combinatie, een triplet, doet dat niet. Vanuit het standpunt van lampenmakers gaat de energie van de triplet dan ook verloren.

Een eerder Utah-onderzoek uit 2001 suggereerde echter dat triplets regelmatig overgaan in singlets. Daarom zou de efficiëntie toch boven de 25 procent uit kunnen komen. De Amerikanen moeten echter op die conclusie terugkomen nu ze de spintoestanden met microgolven in detail konden manipuleren. Ze komen tot de conclusie dat triplets weliswaar in singlets overgaan, maar te langzaam om bij te dragen aan een hoger rendement. De snelheid waarmee de spins omklappen, is verwaarloosbaar vergeleken met de snelheid waarmee elektronen en gaten combineren.