Organische elektronische apparaten, die zijn gemaakt van kleine moleculen of polymeren (d.w.z. stoffen die voornamelijk of volledig zijn samengesteld uit vergelijkbare eenheden die aan elkaar zijn gebonden) staan ​​erom bekend verschillende voordelige eigenschappen te hebben. In feite, organische elektronica heeft relatief lage productiekosten, ze zijn eenvoudig te integreren met andere systemen en maken een goede apparaatflexibiliteit mogelijk.

Ondanks hun voordelen, de meeste organische opto-elektronische apparaten presteren niet zo goed als apparaten die op stijve substraten zijn gebouwd. Dit komt voornamelijk door het ontbreken van bestaande flexibele elektroden die tegelijkertijd een lage weerstand kunnen bieden, hoge transparantie en gladde oppervlakken.

Met dit in gedachten, onderzoekers van de Nankai University in China zijn onlangs begonnen met het maken van nieuwe organische elektroden voor flexibele fotovoltaïsche energie, apparaten die kunnen worden gebruikt om zonlicht op te vangen en om te zetten in elektriciteit. De elektroden die ze ontwikkelden, gepresenteerd in een paper gepubliceerd in Natuur Elektronica , werden gebouwd met behulp van met water verwerkte zilveren nanodraden en een polyelektrolyt.

Een polyelektrolyt is een polymeer met verschillende ioniseerbare groepen langs de samenstellende moleculen. Polyelektrolyten worden veel gebruikt voor onder meer verdikkingsmiddelen in voedsel en in waterontharders.

De flexibele transparante elektroden (FTE's) gepresenteerd door de onderzoekers van de Nankai University werden vervaardigd via de in water gedispergeerde homogene suspensie van zilveren nanodraden (AgNW's) met behulp van poly (natrium 4-styrensulfonaat) (PSSNa) als een polyelektrolyt. De strategie die ze gebruikten om de elektroden te bouwen, maakt gebruik van ionische elektrostatische ladingsafstoting tussen de zilveren nanodraden, wat te wijten is aan specifieke eigenschappen van de PSSNa-anionen.

Dit resulteert in AgNW-suspensies met stabiele en homogene dispersies, het produceren van VTE's die soepel zijn en rasterachtige patronen hebben. interessant, dezelfde fabricagestrategie kan ook worden gebruikt om flexibele elektroden te maken op basis van andere geleidende vulmaterialen (bijv. metalen of nanogestructureerde koolstof).

"Als gevolg van afstoting van ionische elektrostatische lading, de nanodraden vormen in één stap rasterachtige structuren, leidend tot glad, flexibele elektroden met een plaatweerstand van ongeveer 10 ⁻¹ en een transmissie van ongeveer 92 procent (exclusief het substraat), " legden de onderzoekers uit in hun paper.

In hun studie hebben de onderzoekers gebruikten de flexibele elektroden die ze ontwikkelden om organische fotovoltaïsche apparaten te maken. Vervolgens testten ze deze apparaten in een reeks experimenten, het behalen van zeer veelbelovende resultaten.

"Om het potentieel van de benadering in organische elektronica te illustreren, we gebruiken de flexibele elektroden om organische fotovoltaïsche apparaten te maken, ' schreven de onderzoekers in hun paper. 'De apparaten worden getest met verschillende soorten donoren en acceptanten, en vertonen prestaties die vergelijkbaar zijn met apparaten op basis van commerciële stijve elektroden. Verder, flexibele single-junction- en tandem-apparaten behalen een stroomconversie-efficiëntie van 13,1 procent en 16,5 procent, respectievelijk."

In de toekomst, deze strategie voor het fabriceren van rasterachtige, gladde en flexibele elektroden kunnen nieuwe, spannende mogelijkheden voor de ontwikkeling van organische elektronica. Naast hun gebruik in fotovoltaïsche apparaten, deze elektroden kunnen worden geïntegreerd in lichtemitterende diodes, transistoren of andere elektronische componenten.

© 2019 Wetenschap X Netwerk