Polvo hecho luz

La evolución de las tecnologías lumínicas se destaca sobre el escritorio del profesor Karl Leo, director del Instituto Fraunhofer de Microsistemas Fotónicos (IPMS por sus siglas en alemán), en su laboratorio de Dresde, en el Este de Alemania. Su mesa de trabajo está iluminada por un diodo lumínico de origen orgánico (OLED), formado por algunas capas de ínfimo espesor –sólo pocos nanómetros- de semiconductores orgánicos aplicados sobre una hoja de vidrio, metal o plástico, capaces de irradiar luz.

Las OLEDs están revolucionando el mercado de las fuentes lumínicas. Sus antepasadas, las lamparitas incandescentes, las lámparas de bajo consumo y las lámparas de LED sólo iluminan superficies puntuales, derrochando así una gran cantidad de energía calórica. Las OLEDs, por el contrario, son extremadamente eficientes y hasta superan por mucho en su rendimiento a los tubos fluorescentes, líderes de venta en el mercado. Y poseen una característica especial: se las puede aplicar sobre materiales flexibles, lo que la convierte en un objeto muy atractivo para diseñadores y arquitectos.

Alfombras y ventanas luminosas

Estas posibilidades, que hasta el momento eran sólo una visión, se están convirtiendo en realidad gracias a las OLEDs que se fabrican en Dresde. En las casas del futuro, una alfombra de luz podrá iluminar el ambiente y una ventana provista de OLEDs transparentes dejará entrar la luz del día y se iluminará por la noche. También es posible que se fabriquen computadoras de pantalla flexible, así como papel electrónico.

Un grupo de trabajo en el IPMS se especializó en revertir el principio de las OLEDs, es decir, en recolectar electricidad a través de una celda solar orgánica. Para ello, la capa que irradia luz en las OLED se remplaza por una capa que absorbe la luz. De ese modo, la ventana casi transparente del futuro también podría contribuir al abastecimiento de electricidad.

Pero desde 2008, en Dresde no sólo se desarrollan visiones, sino que se trabaja en proyectos concretos. En el Instituto Fraunhofer funciona el Centro para Materiales Orgánicos y Dispositivos Electrónicos (COMEDD por sus siglas en inglés), el centro de investigación en semiconductores orgánicos más moderno de Europa. Y los primeros proyectos en el área OLED comenzaron ya en el año 2000. El corazón del instituto lo conforma una sala de 900 metros cuadrados en el que se erigen las instalaciones piloto para la producción.

Del polvo surge la luz

Las capas orgánicas que irradian luz son adheridas de a poco, por medio de vapor y a través de un complejo procedimiento, al vidrio, al metal o al plástico. La sustancia original está compuesta por un material orgánico en polvo: moléculas de carbono de cadena corta. Éstas se colocan en capas, como en un sándwich, una sobre la otra, y los electrones viajan a través de esos semiconductores cuando se les aplica tensión. La energía producida por los electrones es devuelta en forma de luz. Para proteger la luz bidimensional del agua, del aire y del polvo, todo se cubre con una tapa, un proceso llamado de “encapsulamiento”.

Si bien los investigadores del IPMS ya han logrado récords en durabilidad y rendimiento de las OLEDs y hasta han sido premiados por ello, no cesan de trabajar para mejorarlas, ya que aún es muy caro construir lámparas OLED para grandes superficies y pantallas.

“Una unidad pequeña de OLED del tamaño de un azulejo cuesta por ahora unos 100 euros”, dice Karl Leo. “A largo plazo, nuestro objetivo es lograr un precio de 50 euros por metro cuadrado”, explica el director del Instituto Fraunhofer de Microsistemas Fotónicos. Para eso, deberán pasar de las instalaciones piloto a instalaciones estables de producción en masa. Ese es el próximo paso que deberá seguir el equipo de Dresde.

Dresde, capital de las OLED

La ciudad de Dresde, capital de Sajonia, está cobrando desde hace algunos años fama internacional gracias a éxitos como la invención y patentado del método llamado “dotación”, gracias al cual se obtuvo un mejor rendimiento en las OLEDs. El método consiste en destruir intencionalmente la estructura interna de cristal de los materiales semiconductores orgánicos, lo que resulta en una conductibilidad mayor y, con ella, en más rendimiento lumínico.

Estos nuevos conceptos, que ya están cambiando el mundo de la luminación, fueron absorbidos por varios pequeños emprendimientos o “start ups”. La empresa alemana Novaled, por ejemplo, trabaja desde 2003 para proveer de conocimientos y tecnología en OLEDs a la industria de la iluminación. Su filial Heliatek, fundada en 2006, está construyendo una planta de producción para celdas solares orgánicas. El motor y la fuerza que impulsa ambos emprendimientos es Karl Leo, cuyo objetivo no es sólo ser uno de los protagonistas del éxito tecnológico de las OLEDs, sino también de su rendimiento económico.

Autor: Richard Fuchs/ Cristina Papaleo

Editor: José Ospina Valencia