Organische Elektronik: gedruckt und effizient - kein unlösbarer Widerspruch

Organische Leuchtdioden, Transistoren oder Solarzellen: BMBF-Verbundprojekt MORPHEUS untersucht neue druckbare Dünnschichtmaterialien und neue Prozesse zur preiswerten Herstellung von Bauelementen.

Offenes Rasterelektronenmikroskop für die Analyse von selbstorganisierenden Oberflächen. (Bild: InnovationLab GmbH, Fotograf: Ilja Vladimirov).

05.12.11

BMBF-Verbundprojekt MORPHEUS / IL InnovationLab

Das vor kurzem gestartete Verbundprojekt MORPHEUS (Morphologiekontrolle für effiziente und stabile Bauelemente) erforscht neuartige Materialien und Prozesse zur Herstellung von Bauelementen für die organische Elektronik. Dazu zählen unter anderem organische Leuchtdioden, Transistoren und Solarzellen. Ziel des Verbundprojekts ist, die Leistungsfähigkeit druckbarer Dünnschichtmaterialien zu verbessern und dabei gleichzeitig eine preiswertere Produktion der organischen Leuchtdioden, Transistoren oder Solarzellen zu ermöglichen.

Unter dem Dach des Heidelberger Kompetenzzentrums Innovation Lab GmbH untersuchen Forscher der BASF SE, Merck KGaA, des Karlsruhe Institute of Technology KIT, der TU Braunschweig, des Max-Planck-Instituts für Polymerforschung in Mainz und der Universität Heidelberg, wie organische Halbleiter und Grenzflächen im Bauteil gezielt für Anwendungen in der organischen Elektronik maßgeschneidert werden können.

Materialien in der organischen Elektronik müssen nicht nur über hervorragende Halbleitereigenschaften verfügen, sondern sollen auch noch aktiv den Produktionsprozess unterstützen. Zugleich werden neue Produktionsmethoden benötigt, um diese Materialien defektfrei in mehreren Schichten übereinander abzuscheiden und dabei die Struktur der Schichten zu kontrollieren. Bisher führt das Drucken von organischen Schichten zu Strukturen, die (recht) ungeordnet sind und sich durch nachfolgend gedruckte Schichten wieder anlösen lassen. Dies soll im vorliegenden Projekt u.a. durch Synthese neuer Materialien verhindert werden, so dass wohlgeordnete, unlösliche Schichten aus dem Druckprozess hervorgehen.

Drei Teilaspekte werden innerhalb des MORPHEUS-Projektes untersucht: Halbleitende Materialien werden so modifiziert, dass sie auf einen äußeren thermischen oder photochemischen Stimulus hin im Film ihre Löslichkeit ändern. So können beispielsweise mehrere Schichten durch Druckprozesse aufgetragen werden.

Grenzflächen in einem Bauteil entscheiden häufig über die Leistungsfähigkeit des entstehenden Bauelements. Innerhalb des Verbundprojektes sollen Moleküle und Methoden entwickelt werden, die diese Grenzflächen besser aufeinander abstimmen. Dabei lassen sich Struktur, Homogenität und elektronische Eigenschaften über das Moleküldesign steuern.

Innerhalb des Projekts werden außerdem neuartige elektronenleitende Halbleiter erforscht, die für viele Bauelemente benötigt werden. Diese so genannten Akzeptormaterialien nehmen Elektronen auf und leiten sie weiter. Untersucht wird, wie sich die Materialien entmischen, verschiedene Phasen bilden und dadurch das Verhalten in der Schicht beeinflussen.

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) unterstützt das Forschungsprojekt MORPHEUS, das zum Spitzencluster „Forum Organic Electronics“ gehört, mit 1,3 Millionen Euro.
Im Spitzencluster arbeiten universitäre und außeruniversitäre Forschungseinrichtungen gemeinsam mit Unternehmen in verschiedenen Forschungsprojekten an zukunftsweisenden Entwicklungen auf dem Gebiet der Organischen Elektronik. Das BMBF hatte den Spitzencluster „Forum Organic Electronics“ in und um die Region Heidelberg im Herbst 2008 als einen von fünf Gewinnern des Spitzencluster-Wettbewerbs im Rahmen der Hightech-Strategie ausgezeichnet.

Weitere Informationen
Steckbrief BMBF-Verbundprojekt MORPHEUS

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