Organische Elektronik: Vom Molekül zum Bauteil

Diese Entdeckung eröffnete kohlenstoffbasierten Verbindungen eine völlig neuartige Anwendungsperspektive und wurde im Jahr 2000 mit dem Nobelpreis für Chemie ausgezeichnet. Inzwischen hat sich diese Thematik zum Forschungs- und Technologiefeld der Organischen Elektronik weiterentwickelt und organische Funktionsmaterialien finden sehr erfolgreich in unterschiedlichen Bauteilen Anwendung. Dabei beinhaltet die Wertschöpfungskette „Vom Molekül zum Bauteil“ zahlreiche Gesichtspunkte, die jeweils eigenständige Forschungsbereiche darstellen und eine immense Anzahl wissenschaftlicher Informationen produzieren.

Die Kombination des Methodenreichtums moderner Synthesechemie mit der weitreichenden Kenntnis über Struktur-Eigenschafts Beziehungen erlaubt es, Moleküle für unterschiedlichste Aufgabenbereiche maßzuschneidern. Organische Halbleiter können mit vielfältigen Funktionen ausgestattet und für den Einsatz als Farbstoffe, Transportmaterialien, Infrarotabsorber, Lichtemitter, Dotanden und vieles Weitere optimiert werden. Diese Design- und Eigenschaftsvielfalt führt zu einem breitgefächerten Anwendungsspektrum, das so unterschiedliche Technologiefelder wie Leuchtmittel, gedruckte Elektronik, Photovoltaik und Batterien umfasst. Zwei besonders faszinierende Einsatzfelder sind die Umwandlung von Licht in elektrischen Strom und umgekehrt von elektrischem Strom in Licht. In organischen Solarzellen fangen Absorbermaterialien Lichtenergie ein, die sich in Form von Exzitonen manifestiert. Diese werden an speziellen Donor/Akzeptor Grenzflächen in ihre Bestandteile aufgetrennt und die gewonnenen Ladungsträger können über Transportmoleküle zu den Elektroden abtransportiert und an den Verbraucher abgegeben werden. Dieser Prozess wird in organischen Leuchtdioden in umgekehrter Reihenfolge durchlaufen. Mit Hilfe von Injektions- und Transportschichten werden externe Ladungsträger in die aktive Emissionszone eingebracht. Dort können Elektronen und Löcher Exzitonen bilden, die an Emittermolekülen rekombinieren und dabei Licht generieren. Durch den Einsatz maßgeschneiderter Funktionsmaterialien laufen diese Prozesse nicht nur erstaunlich effizient ab, sondern die Bauteile können kostengünstig und großflächig auf flexiblen, trans­parenten Substraten prozessiert werden. Die nahe Zukunft verspricht deshalb die Realisierung weiterer faszinierender Produkte auf Basis organischer Funktions­materialien.