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Quantenpunkte ermöglichen es, jede beliebige Farbe in sehr hoher Brillanz herzustellen.

Quantenpunkte für QLEDs und Solarzellen

Hocheffiziente, cadmiumfreie Quantenpunkte für QLEDs und Solarzellen

Quantenpunkte (Quantum Dots, QD) sind eine neue Klasse von fluoreszierenden Nanomaterialien. Mit den winzigen Nanokristallen lassen sich äußerst brillante Farben sehr effizient erzeugen. Ihre Absorptions- und Emissionseigenschaften können zudem in einzigartiger Weise mit der Partikelgröße eingestellt werden. Mit der Modifikation der Oberfläche der Partikel erfolgt die gezielte Anpassung an die chemische Umgebung. Nahezu der gesamte Spektralbereich ist durch gezielte Synthese zugänglich.

Diese außergewöhnlichen Eigenschaften ermöglichen den Einsatz in verschiedensten Anwendungsbereichen, etwa als Leuchtstoffe, in der Displaytechnologie, für die Upconversion in der Photovoltaik oder als Sicherheitsmerkmal auf Banknoten.

Herkömmliche QDs enthalten jedoch das giftige Schwermetall Cadmium. Am Fraunhofer IAP wird daher die Synthese cadmiumfreier Quantenpunkte entwickelt. Sie basieren auf umweltfreundlichem Indiumphosphid (InP / ZnSMultischalen QDs) und können als fluoreszierendes Material für LEDs, als Emittermaterial in OLEDs oder als Filter für die LED-Hinterleuchtung von LCDs eingesetzt werden, womit eine höhere Farbbrillanz des LCD- Displays erzielt wird.

Infrarot-aktive QDs auf Basis von Kupferindiumphosphid (CuInS2-QDs) können zudem für die Effizienzsteigerung in Solarzellen bereitgestellt werden.

Gegenüber herkömmlichen QDs erreichen die cadmiumfreien Materialien des Fraunhofer IAP ebenso hohe Quantenausbeuten. Mit Hilfe eines Durchflussreaktors, der kontinuierlich arbeiten kann, können hier bis zu einigen Gramm cadmiumfreie QDs pro Stunde hergestellt werden.

Diese können dann wie Tinte im Inkjet-Verfahren auf feste und flexible Trägermaterialien gedruckt werden. Hierzu steht am Fraunhofer IAP eine Pilotanlage zur Herstellung von OLEDs und Solarzellen zur Verfügung.