Organische Elektronik

Organische Leuchtdioden (OLEDs)

Organische Leuchtdioden (OLEDs) sind elektrolumineszente Bauelemente, die aus einer organischen Halbleiter-Emissionsschicht bestehen, die zwischen einer Anode – die positiv geladen ist, um Löcher einzuspielen – und einer Kathode – die negativ geladen ist, um Elektronen einzuspielen – sowie Transportschichten angeordnet ist, die es verschiedenen elektrischen Ladungsträgern ermöglichen, in die halbleitende Emissionsschicht zu fließen. Licht entsteht direkt, wenn die an den Elektroden injizierten Ladungen in der organischen Schicht rekombinieren. OLEDs erzeugen lebendige Farben und helleres Licht und sorgen so für einen besseren Kontrast bei Displays. Aufgrund der dünneren und flexibleren Eigenschaften organischer Materialien können OLEDs in gekrümmten Bildschirmen, faltbaren oder aufrollbaren Mobilgeräten sowie in Wearables eingesetzt werden.

Organische Feldeffekttransistoren (OFETs) & Organische Dünnschichttransistoren (OTFTs)

Organische Transistoren sind die grundlegenden Bausteine für flexible integrierte Schaltungen und Displays in der Hochleistungselektronik. Transistoren schalten den Strom ein und aus. Source- und Drain-Elektroden stehen in direktem Kontakt mit einem organischen Halbleiter. Die Gate-Elektrode ist durch einen dielektrischen Isolator vom Halbleiter getrennt. Wird an das Gate eine Spannung angelegt, wird der Halbleiter mehr oder weniger leitfähig, wodurch der Stromfluss zwischen Source und Drain entweder ermöglicht oder verhindert wird. Alle Komponenten – von Leitern (für Elektroden) über Halbleiter (für aktive Kanalmaterialien) bis hin zu Isolatoren (für Gate-Dielektrikumsschichten) – können aus organischen Materialien bestehen. Dünnschichttransistoren sind eine spezielle Art von Feldeffekttransistoren, bei denen der Halbleiter, die Elektroden und die dielektrischen Schichten als dünne Schichten auf ein Trägersubstrat aufgebracht werden. Zu den gängigen elektronischen Anwendungen zählen RFID-Tags oder elektronisches Papier.

Organische Photovoltaik (OPVs)

Organische elektronische Materialien können auch als Donor- und Akzeptormaterialien verwendet werden, um in Solarmodulen Licht in Elektrizität umzuwandeln. In OPVs sind photoaktive Schichten aus organischen Halbleitermaterialien zwischen zwei Elektroden angeordnet, um Photoströme zu erzeugen. Da der Donor den Sonnenphotonenfluss absorbiert, müssen Donormaterialien über ein breites optisches Absorptionsspektrum verfügen, das dem Sonnenspektrum entspricht. Organische Lochtransportmaterialien (HTMs), die in Perowskit-Solarzellen zum Einsatz kommen, haben sich als besonders effizient bei der Maximierung des Ladungstransports und der Gewinnung von Sonnenenergie erwiesen.