Organische Funktionsschichten in Polymerelektronik und Polymersolarzellen

Dünne Schichten aus organischen Funktionspolymeren spielen die dominierende Rolle in der Polymerelektronik wie z. B. in organischen Feldeffekttransistoren (OFET's) und in organischen Photovoltaik‐Elementen. Die bekannten Vorteile dieser aus Lösungen verarbeitbaren Materialien haben den Weg bereitet, dass diese nun auch in Applikationsfeldern willkommen sind, welche in der Vergangenheit ausschließlich durch anorganische Halbleiter belegt wurden. Die polymeren Halbleiter weisen allerdings auch Leistungsgrenzen auf, wie relativ geringe Ladungsträgerbeweglichkeit und noch nicht ausreichende Langzeitstabilität. Das Ziel von FuE für Polymerelektronik ist jedoch nicht, die bewährten Materialien und Technologien der Elektronik zu ersetzen, sondern das Eröffnen von neuen Applikationsfeldern mit diesem neuen Zweig der low‐cost/low‐performance‐Elektronik. Vorgestellt werden neuere Ergebnisse von OFET's mit Poly(3‐alkylthiophenen) als Halbleitermaterial und Poly(4‐vinylphenol) als Gate‐Dielektrikum. Experimente zur Erzeugung von Source‐drain‐Elektroden auf Basis von Polyanilin oder Baytron P durch Laserablation werden dargestellt. Außerdem werden Drucktechniken oder Lasermodifizierung zur Strukturierung von leitfähigen Polymeren benutzt. Die beschriebenen polymeren Dünnschichtsolarzellen verwenden für die photoaktive Kernschicht einen Komposit aus Polyalkylthiophen, als lichtabsorbierendes und Ladungsträger‐generierendes Halbleitermaterial, und Fullerenen bzw. Fullerenderivaten, verantwortlich für den schnellen Ladungstransfer. Auch international ergaben Elektronendonator‐Akzeptor‐Zellen mit Fullerenderivaten die höchsten Wirkungsgrade mit etwa 3 %.