Organiska elektroniska enheter, som är gjorda av små molekyler eller polymerer (dvs. ämnen som huvudsakligen eller helt består av liknande enheter bundna) är kända för att ha flera fördelaktiga egenskaper. Faktiskt, organisk elektronik har relativt låga produktionskostnader, de är lätta att integrera med andra system och de möjliggör god enhetsflexibilitet.

Trots deras fördelar, de flesta organiska optoelektroniska enheter fungerar inte lika bra som enheter som är byggda på styva underlag. Detta beror främst på bristen på befintliga flexibla elektroder som samtidigt kan ge lågt motstånd, hög transparens och släta ytor.

Med detta i åtanke, forskare vid Nankai University i Kina har nyligen tagit sig för att skapa nya organiska elektroder för flexibel solceller, enheter som kan användas för att fånga solljus och omvandla det till elektricitet. Elektroderna de utvecklade, presenteras i ett papper publicerat i Nature Electronics , byggdes med vattenbearbetade silver-nanotrådar och en polyelektrolyt.

En polyelektrolyt är en polymer som har flera joniserbara grupper längs dess ingående molekyler. Polyelektrolyter används i stor utsträckning för applikationer inklusive förtjockningsmedel i livsmedel och i vattenmjukgörare.

De flexibla transparenta elektroderna (FTE) som presenterades av forskarna vid Nankai University tillverkades via den vattendispergerade homogena suspensionen av silver-nanotrådar (AgNWs) med användning av poly (natrium-4-styrensulfonat) (PSSNa) som en polyelektrolyt. Strategin de använde för att bygga elektroderna utnyttjar jonisk elektrostatisk laddningsavstötning bland silver -nanotrådarna, vilket beror på specifika egenskaper hos PSSNa -anjonerna.

Detta resulterar i AgNW -suspensioner som har stabila och homogena dispersioner, producerar helt fte som är smidiga och har rutnätliknande mönster. Intressant, samma tillverkningsstrategi kan också användas för att skapa flexibla elektroder baserade på andra ledande fyllmaterial (t.ex. metaller eller nanostrukturerat kol).

"På grund av avstötning av jonisk elektrostatisk laddning, nanotrådarna bildar nätliknande strukturer i ett enda steg, vilket leder till jämnhet, flexibla elektroder som har ett arkmotstånd på cirka 10Ω ⁻¹ och en transmittans på cirka 92 procent (exklusive substratet), "förklarade forskarna i sin artikel.

I deras studie, forskarna använde de flexibla elektroderna som de utvecklade för att skapa organiska fotovoltaiska enheter. De testade sedan dessa enheter i en serie experiment, uppnå mycket lovande resultat.

"För att illustrera potentialen i tillvägagångssättet inom organisk elektronik, vi använder de flexibla elektroderna för att skapa organiska fotovoltaiska enheter, "forskarna skrev i sitt papper." Enheterna testas med olika typer av givare och acceptörer, och uppvisar prestanda som är jämförbar med anordningar baserade på kommersiella styva elektroder. Vidare, flexibla enkelkopplings- och tandemanordningar uppnår effektomvandlingseffektivitet på 13,1 procent och 16,5 procent, respektive."

I framtiden, denna strategi för att tillverka nätliknande, släta och flexibla elektroder kan öppna upp nya, spännande möjligheter för utveckling av organisk elektronik. Förutom deras användning i fotovoltaiska enheter, dessa elektroder kan integreras i ljusemitterande dioder, transistorer eller andra elektroniska komponenter.

© 2019 Science X Network