Chemisch fixierter pn-Übergang in polymeren Doppelschichten für die organische Elektronik

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Das Ziel des Forschungsprojekts ist die Erzeugung eines polymeren pn-Übergangs, der auch im spannungsfreien Zustand stabil bleibt. Dazu sollen erstmals elektrochemische Zellen in Zweischichtbauweise eingesetzt werden, um die unterschiedlichen Funktionen in separaten Schichten ausführen und optimieren zu können. Die Matrix beider Schichten wird dabei aus konjugierten Polymeren bestehen, wobei eine Schicht immobile Polyanionen und mobile, komplexierbare Gegenionen enthält, während die andere Schicht mit einem komplexierenden Molekül versetzt ist. Durch Anlegen einer elektrischen Spannung kommt es zu einer Trennung der Ionen und einer Dotierung der konjugierten Polymere, wobei sich an der inneren Grenzschicht ein pn-Übergang ausbildet. Die Aufrechterhaltung der Ladungstrennung in der EC-Zelle auch nach dem Abschalten der Spannung soll durch eine Komplexierung des mobilen Kations in der dafür vorgesehenen Schicht erreicht werden. Die Immobilisierung der Anionen und auch der komplexierenden Moleküle wird durch deren kovalente Anbindung an die Polymermatrix erzielt. Für den Erfolg des Projekts ist neben der Synthese neuer Materialien die Erforschung der zugrunde liegenden physikalischen und chemischen Prozesse von entscheidender Bedeutung. Anschließend wird ein Demonstrator in Form einer Leuchtdiode oder einer Phatozelle relisiert.