CEA-Liten : Nanocristaux sans cadmium pour l'éclairage

Description

Le projet " Luminosurf " qui associe Philips, Baikowski, le CSTB, le Laboratoire des matériaux inorganiques de l'université de Clermont-Ferrand, les sociétés Vitamib et Visio-Technic et le CEA-LITEN a été financé par le Fonds unique interministériel (FUI), la région Rhône-Alpes et le Conseil Général de l'Isère. Dans le cadre de ce projet, le CEA-LITEN a développé et mis en œuvre une composition de semi-conducteur luminescent sans cadmium donnant des hauts rendements de conversion.

Ces nanocristaux sont synthétisés à basse température. Leur diamètre est de 5 à 10 nm, ce qui assure un bon rendement d'émission photonique. Ils sont constitués d'une structure de cœur, d'une coquille de passivation recouverte de ligands organiques garantissant la dispersion en solution. Ces matériaux ont été mis en œuvre avec succès dans un dispositif d'éclairage de Philips. L'efficacité de ces particules se traduit par des quantités infimes (quelques dizaines de mg) nécessaires pour réaliser la conversion photonique du bleu au jaune et obtenir de la lumière blanche à large spectre sur des surfaces de quelque 20 cm².

Innovation apportée

• Matériau sans cadmium, non toxique.
• Ce matériau n'utilise pas de terres rares, qui seront bientôt épuisées et dont le marché va être soumis à des fortes restrictions de la part des pays producteurs. Il se positionne d'ores et déjà comme une alternative crédible aux phosphores dopés terres rares.
• Émission de lumière réglable, en fonction de la composition, sur une large bande de 500 à 700 nm.
• La longueur d'onde d'émission ne dépend pas de la taille mais uniquement de la composition. Ils seront plus faciles à produire industriellement.
• Fort rendement quantique, qui doit encore pouvoir être amélioré.
• Quantité de matière nécessaire pour la photo-conversion très faible, qui devrait avoir un impact favorable pour leur utilisation industrielle.

Le Laboratoire d'Innovation pour les Technologies Nouvelles et les Nanomatériaux du CEA Grenoble est chargé de mener des travaux de recherche technologique dans le domaine des énergies nouvelles. Il travaille sur les générateurs et le stockage de l'énergie, batteries, piles à combustibles ainsi que sur l'énergie solaire, la biomasse et le bâtiment basse consommation. Les nanomatériaux pour l'énergie sont fortement développés au sein de ce laboratoire. Le LITEN emploie 320 personnes, organisé en 21 unités de recherche. Le budget est de 40 M€ constitué d'une contribution de l'état et de partenariats industriels. Les recherches sur les énergies alternatives se développent systématiquement en collaboration avec des industriels dans un but d'innovation et de création d'emplois. Pour être au plus haut niveau de la recherche, le CEA-LITEN compte plusieurs atouts : une culture croisée ingénieur-chercheur propice aux synergies entre recherche fondamentale et innovation, des installations exceptionnelles (super calculateur, salles blanches, grands instruments) et une forte implication industrielle et économique.