Genombrott: ny metod att skapa organiska halvledare
Forskare vid Linköpings universitet har utvecklat ett nytt, miljövänligare, sätt att skapa ledande bläck för användning i organisk elektronik som solceller, konstgjorda nervceller och mjuka sensorer.
Organisk elektronik är på stark frammarsch som ett komplement, och i vissa fall ersättare, till traditionell kiselbaserad elektronik. Enkel tillverkning, hög flexibilitet och låg vikt kombinerat med de elektriska egenskaperna som förknippas med traditionella halvledare, gör att det öppnas upp för tillämpningar inom bland annat digitala skärmar, energilagring, solceller, sensorer och implantat.
Organisk elektronik innebär att den är uppbyggd av halvledande plaster – så kallade konjugerade polymerer. Problemet man tidigare stått inför är att tillverkningen av konjugerade polymerer ofta kräver miljöfarliga, giftiga och lättantändliga lösningsmedel. Något som inneburit ett stort hinder för kommersiell och hållbar användning av organisk elektronik.
Nu har forskare vid Linköpings universitet utvecklat en ny hållbar metod för att skapa dessa polymerer i ett ledande bläck med vatten som lösningsmedel. Förutom att metoden är mer hållbar beskrivs också ledningsförmågan hos det nya bläcket väldigt hög.
– Vår forskning introducerar ett nytt sätt att skapa konjugerade polymerer med hjälp av miljövänliga lösningsmedel som vatten. Med metoden, som kallas ground-state electron transfer, kommer vi inte bara runt problematiken med användandet av farliga kemikalier, vi kan också uppvisa förbättringar i materialets egenskaper, säger Simone Fabiano, biträdande professor vid Laboratoriet för organisk elektronik i ett pressmeddelande.
Forskarna har testat det nya ledande bläcket som transportlager i en organisk solcell och kunde då se att både stabilitet och effektivitet blev högre än med traditionella material. De har också testat bläcket för att skapa elektrokemiska transistorer, och konstgjorda nervceller som uppvisade egenskaper som liknar biologiska nervceller.
– Jag tror att våra resultat kan förändra forskningsfältet organisk elektronik i grunden. Genom att tillverka organiska halvledare från gröna och hållbara lösningsmedel som vatten kan vi massproducera elektronik med minimal påverkan på miljön, fortsätter Simone Fabiano.
Forskningen finansierades av Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse, Wallenberg Initiative Materials Science for Sustainability (WISE), Wallenberg Wood Science Centre, Vetenskapsrådet, Olle Engkvists Stiftelse, Vinnova, Europeiska kommissionen samt via den svenska regeringens strategiska satsning på nya funktionella material, AFM, vid Linköpings universitet.
