Organische Elektronik

Zukunftstechnologie Organische Elektronik – Licht und Strom aus „Plastik“

Hell leuchtende Tapeten, super flache Großbildschirme, Netzhautchips, die Blinde wieder sehen lassen, oder künstliche Augen, die den Zucker-Spiegel von Diabetes-Patienten überwachen: Was nach Science Fiction klingt, könnte durch die organische und großflächige Elektronik Realität werden. Die organische Elektronik ist ein noch junges Forschungsfeld mit großem wirtschaftlichem Potenzial, das sich mit der Entwicklung elektronischer Schaltkreise auf Basis von Verbindungen aus der organischen Chemie beschäftigt. So können elektronische Bauteile mit vollkommen neuen Eigenschaften produziert werden: flexibel, transparent und druckbar.

Organische Halbleiter sind sehr leistungsfähig geworden

Kunststoffe mit metallischen oder halbleitenden Eigenschaften sind seit Jahrzehnten bekannt. Dank intensiver Forschung sind organische Halbleiter so leistungsfähig geworden, dass sich mit ihnen heute Geld verdienen lässt. Dies ist vor allem durch die Erschließung neuer Materialklassen, die Optimierung von hauchdünnen übereinander gestapelten Schichten und die Realisierung innovativer Anlagentechnik gelungen. Das Besondere: Kunststoffe sind nahezu unbegrenzt verfügbar und lassen sich preiswert herstellen. Typische Kunststoffeigenschaften wie Transparenz, Flexibilität und geringes Gewicht bieten zusätzliche Vorteile.

OLED ist marktfähig

Insbesondere die OLED (Organische Licht emittierende Diode) hat im Bereich Display schon wesentliche Marktanteile gewonnen - bei hochpreisigen Mobiltelefonen sind sie sogar marktbestimmend. Organische Leuchtdioden erzeugen Licht analog zu den klassischen LED. Doch dank organischer Halbleiter lassen sie sich auf jede beliebige Farbtemperatur einstellen. OLED können auf Flächen leuchten, auf Kunststoff oder Dünnglas hergestellt werden und sogar transparent sein, wenn sie abgeschaltet sind. Dadurch lassen sich gegenüber LED neue Anwendungen erschließen oder bestehende Anwendungen verbessern.

Neben dem Display-Markt können Organische Leuchtdioden für Beschilderung, Bedienelemente und Werbung ebenso eingesetzt werden wie im Bereich Raumbeleuchtung, Architektur und Design. Im Automobil leuchten OLED am Heck, im Innenraum und in Anzeigeelementen.

Organische Photovoltaik erobert die Architektur

Auch die Organische Photovoltaik (OPV) bietet großes Marktpotenzial - insbesondere, wenn es um die Integration in Gebäuden geht. Die Produktion organischer Solarzellen ist kostengünstiger und benötigt deutlich weniger Energie als dies bei herkömmlichen Solarzellen der Fall ist. Ein Plus für die Umwelt. Da Solarzellen aus Kunststoff kein Silizium benötigen, bringen sie außerdem kaum Gewicht auf die Waage.

Organische Solarzellen können auf flexiblem Material produziert werden

Organische Solarzellen können vor allem als sogenannte „Dünnschichtsolarzellen“ realisiert werden – analog zu CIGS Solarzellen oder PV auf Basis verschiedener Farbstoffe. Der größte Vorteil besteht darin, dass organische Solarzellen auf flexiblem Material produziert werden können. Auch der Farbeindruck kann angepasst werden. So lassen sich organische Solarzellen in verschiedene Produkte integrieren wie beispielsweise in Fenster und Fassaden von Gebäuden, in Umweltsensoren mit geringem Energiebedarf und langen Standzeiten, oder in vernetzten Haushaltsgeräten im Smart Home.

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung fördert die Organische Elektronik, um die technologischen Visionen in verschiedenen Teilfeldern zu erreichen. Während ultraflache Bildschirme durch OLED bereits Einzug in den Markt halten, sind z.B. photovoltaische Fenster und andere Anwendungen noch Gegenstand aktueller Untersuchungen. Insbesondere die Effizienz und Langlebigkeit der unterschiedlichen Materialien stellen meist noch eine Herausforderung dar und erfordern weitere Forschungsanstrengungen.