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Materiales de alto rendimiento para la electrónica orgánica

Las combinaciones de semiconductores orgánicos podrían mejorar la estabilidad de la electrónica orgánica, por ejemplo en los transistores de efecto de campo, las pilas solares, los diodos emisores de luz o las pantallas flexibles.
Materiales de alto rendimiento para la electrónica orgánica
Gracias a los avances en la industria microelectrónica ha sido posible desarrollar productos pequeños con un mayor rendimiento y menor precio para una gran diversidad de usuarios. Europa se enfrenta a una gran competencia a nivel mundial, y es por ello que invierte cada vez más en electrónica orgánica como posible opción para el desarrollo de productos innovadores a bajos costes.

Animados por la utilidad de los semiconductores orgánicos, unos científicos pusieron en marcha el proyecto BLEND (Stability of blended organic semiconductors under various environments). A diferencia de sus homólogos inorgánicos, los semiconductores orgánicos son más ligeros y robustos y su proceso de fabricación no reviste complejidad.

A pesar de ser prometedores, por su inestabilidad los semiconductores orgánicos pueden no ser fiables. Para mejorar la estabilidad de los mismos, los socios de BLEND recurrieron a la combinación de los semiconductores orgánicos con polímeros de productos con buenas propiedades aislantes. Con la preparación de sistemas con muchos componentes orgánicos que incluyen al menos un componente aislante, el equipo de trabajo adquirió mayor conocimiento sobre el comportamiento de estos materiales bajo diferentes circunstancias.

El trabajo se centró principalmente en la aplicación de un tratamiento térmico a diferentes combinaciones de materiales para seguidamente estudiar la morfología a diferentes temperaturas. La investigación se centró en los sistemas de polietileno (PE), poli(3-hexiltiofeno-2,5-diil) (P3HT) y éster metílico del ácido fenilbutírico (PCBM), utilizados habitualmente en los fotovoltaicos orgánicos. Se encontró que la temperatura de fundición afecta en gran medida a la morfología de la película. Los resultados demostraron que el PE puede asociarse a problemas de fiabilidad a largo plazo por la aglomeración del PCBM.

Para contribuir a determinar los efectos a largo plazo de los niveles de estrés en un tiempo más acotado, los científicos realizaron pruebas de envejecimiento acelerado, exponiendo a los materiales a diferentes temperaturas y porcentajes de humedad. Utilizando espectroscopia en el espectro visible y ultravioleta, observaron que la absorción de luz de las películas disminuyó en el tiempo y calcularon la tasa de degradación de los materiales. Los resultados demostraron claramente un incremento significativo de la tasa de degradación al aumentar la temperatura de envejecimiento. Además, se encontró que los polímeros de aislamiento afectan al comportamiento a largo plazo de las películas, y ello debe tenerse en cuenta con vistas a aplicaciones en dispositivos electrónicos orgánicos.

Deberán realizarse otros estudios para conocer mejor la estabilidad del material bajo condiciones de envejecimiento acelerado. Gracias a la opción investigada en BLEND, la combinación de semiconductores orgánicos, es posible abaratar los costes de la electrónica orgánica principalmente por el bajo coste de los polímeros de productos principales.

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Palabras clave

Electrónica orgánica, semiconductores orgánicos, estabilidad, pilas solares, envejecimiento acelerado
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