Organische Computerchips am laufenden Meter?

Konstanzer Nachwuchsforscher untersucht organische Halbleiter

Halbleiter ohne Silizium? Der klassische Werkstoff für elektronische Bauelemente aller Art könnte bald ernsthaft Konkurrenz bekommen, das jedenfalls hoffen Wissenschaftler, die neue Halbleiter aus organischen, das heißt auf Kohlenstoff basierenden Materialien herstellen und ihre Eigenschaften untersuchen.

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Der Konstanzer Nachwuchsforscher Dr. Jan Hendrik Schön hat jetzt mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) in einer Arbeitsgruppe an den Bell Laboratorien in Murray Hill, New Jersey, die elektronischen Eigenschaften organischer Halbleiter aus Pentacen untersucht, vielversprechende Kandidaten beispielsweise für organische Solarzellen.

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Organische Halbleiter bergen einige Vorteile gegenüber herkömmlichen: Sie sind leicht herzustellen, zu bearbeiten und können im Gegensatz zum Silizium auch auf flexible Unterlagen aufgebracht werden. Zudem sind sie sehr billig. Schaltkreise könnten etwa per Druckverfahren am laufenden Meter hergestellt werden, hoffen Experten.

Jan Hendrik Schön und seine Kollegen haben den Kohlenwasserstoff Pentacen und verwandte organische Substanzen auf ihre Eignung als Halbleiter untersucht. Dabei stellten sie fest, dass aus einigen von ihnen Transistoren hergestellt werden können, die die Eigenschaften von zwei verschiedenen bislang bekannten Arten von Halbleitern in sich vereinen. Diese Erkenntnis verspricht eine wesentliche Vereinfachung in der Herstellung von Schaltkreisen.

Außerdem gelang es Schön, den Wirkungsgrad - das Maß für die Effizienz - organischer Solarzellen deutlich zu verbessern. Indem sie das Pentacen mit Jod und Brom dotierten, wurden Ladungsträger innerhalb des Stoffes wesentlich beweglicher. Sie erreichten Wirkungsgrade von bis zu 2,4 Prozent, was für organische Solarzellen sehr hoch ist.

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Bis Solarzellen aus Pentacen allerdings die Klassiker aus Silizium ablösen werden, ist es noch ein weiter Weg, denn Solarzellen auf Silizium-Basis erreichen zur Zeit schon Spitzenwirkungsgrade von bis zu 15 Prozent.

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