Een organische zonnecel heeft voordelen boven een zonnecel van silicium

Onderzoekers van de Lomonosov-universiteit in Moskou en van het Leibnitz-instituut in Leipzig (D) hebben hebben een organisch molecuul gevonden dat in hun idee de basis zou kunnen vormen van organische elektronica en, uiteindelijk de organische computers. Het molecuul is een afgeleide van (3)-radialeen, een oude bekende, dat gebruikt kan worden om halfgeleiders te maken. Die ontdekking zou ook van belang zijn voor de ontwikkeling van organische lichtdiodes en zonnecellen.
Onderzoeker Dmitri Ivanov van de Lomonosov-universiteit denkt dat dit onderzoek een grote bijdrage zal leveren aan de ontwikkeling van organische elektronica, maar ook aan die van de organische lichtdiodes en organische zonnecellen.
Organische of polymere elektronica is een relatief jong onderzoeksveld. Organische elektronica is op het ogenblik nog inferieur ten opzichte van de kiezelelektronica en ook minder houdbaar. De voordelen van organische elektronica is dat die licht is, dun, flexibel, doorzichtig (kan zijn), maar vooral dat die goedkoop is, veel goedkoper dan siliciumtechnologie.
De (3)-radialeenverbinding is een zogeheten doopstof, een stof die de elektrische geleidbaarheid van het halfgeleidermateriaal, in dit geval een pyrroolpolymeer, aanzienlijk verhoogt. Er worden al jaren doopstoffen voor anorganische elektronica gebruikt, maar volgens Ivanov zijn die voor organische halfgeleiders veel minder onderzocht. Nu worden er meestal fluorverbindingen gebruikt. In combinatie met verschillende organische halfgeleiders verhogen die stoffen de geleidbaarheid aanzienlijk, maar niet bij alle polymere halfgeleiders. Daarom besloten de onderzoekers op zoek te gaan naar een geschiktere doopstof. Ivanov: “Daarbij was het belangrijk een molecuul te vinden dat goed mengt met het polymeer, zodat er goed contact is tussen doopstof en halfgeleider.”

Dat werd dus (3)-radialeen of althans een daaraan verwante verbinding. Elektronisch bleek dat molecuul ook over de beste papieren te beschikken. Daarmee is deze verbinding de sterkste doopstof voor organische halfgeleiders die tot nu toe bekend is. De menging met het polymere halfgeleider is zo goed dat de geleidbaarheid met die (3)-radialeen-verontreiniging met een factor tien of zelfs een paar honderd toeneemt. Het blijkt dat de doopstof in de kristalrooster van het polymeer wordt opgenomen, waarmee die grote toename van de geleidbaarheid volgens Ivanov is te verklaren. Hij denkt dat met de nieuwe doopstof de prestaties van organische zonnecellen zullen worden verbeterd. Ook denkt de Rus aan de productie van organische veldeffecttransistoren. “Ik denk dat dit onderzoek een grote impuls is voor de ontwikkeling van organische elektronica.”

Bron: EurekAlert