Des matériaux hautes performances pour l'électronique organique
Les avancées réalisées dans le secteur de la microélectronique ont mis à la portée d'un plus large éventail d'utilisateurs des produits de taille réduite, plus performants et plus économiques. Face à la concurrence mondiale, l'Europe investit de plus en plus dans l'électronique organique, afin de proposer des produits innovants à moindre coût. Séduits par le potentiel des semi-conducteurs organiques, des scientifiques ont lancé le projet BLEND (Stability of blended organic semiconductors under various environments). Par rapport aux équivalents minéraux, les semi-conducteurs organiques sont plus légers, plus solides, et plus faciles à fabriquer. Bien que prometteurs, ils présentent des problèmes de stabilité qui remettent en cause leur fiabilité. Pour y remédier, les membres du projet BLEND ont mélangé des semi-conducteurs organiques avec des polymères courants, présentant de bonnes propriétés d'isolation. En préparant des systèmes organiques contenant plusieurs composants dont au moins un isolant, l'équipe a mieux examiné le comportement de ces matériaux selon les circonstances. Les activités ont consisté principalement à appliquer un traitement par la chaleur à plusieurs combinaisons de matériaux, pour étudier la morphologie à différentes températures. Les recherches étaient centrées sur les systèmes de polyéthylène (PE), poly(3-hexylthiophène-2,5-diyl) (P3HT) et [6,6]-phényl-C61-butanoate de méthyle (PCBM) couramment utilisés dans le secteur du photovoltaïque organique. Elles ont permis de déterminer que la température de moulage a un effet important sur la morphologie du film. Les résultats ont aussi montré qu'à long terme, le polyéthylène peut provoquer des problèmes de fiabilité suite à l'agglomération du PCBM. Pour déterminer plus rapidement les effets à long terme des niveaux de stress, les scientifiques ont procédé à des tests de vieillissement accéléré en exposant les matériaux à différentes températures et niveaux d'humidité. En recourant à la spectroscopie ultraviolet-visible, ils ont remarqué que l'absorption de lumière par les films diminuait dans le temps, et calculé le taux de dégradation des matériaux. Les résultats ont montré de façon nette que le taux de dégradation augmentait notablement avec l'élévation de la température de vieillissement. Par ailleurs, les chercheurs ont déterminé que les polymères isolants affectent le comportement à long terme des films, et que ce facteur doit être pris en compte s'ils sont utilisés dans des appareils électroniques organiques. Des études complémentaires sont nécessaires pour mieux étudier la stabilité des matériaux dans des conditions de vieillissement accéléré. La proposition du projet BLEND, consistant à mélanger des semi-conducteurs organiques, pourrait aider à réduire les coûts de l'électronique organique grâce au faible coût des polymères courants.
Mots‑clés
Électronique organique, semi-conducteurs organiques, stabilité, cellules solaires, vieillissement accéléré
