Electrónica orgánica

En electrónica orgánica se utilizan polímeros orgánicos o moléculas pequeñas para crear componentes electrónicos para muchas áreas de aplicación nuevas. Los materiales electrónicos orgánicos son más ligeros, flexibles y menos caros que los materiales inorgánicos convencionales basados en el silicio. La electrónica orgánica es más eficiente energéticamente y permite ahorrar más recursos en la producción, el uso y la eliminación.

La electrónica orgánica de moléculas pequeñas se fabrica normalmente utilizando métodos de deposición basados en vacío para transferir películas delgadas de materiales orgánicos a la superficie del sustrato. La electrónica orgánica puede realizarse a partir de polímeros conductores utilizando métodos de procesamiento de soluciones de bajo coste. Los polímeros semiconductores pueden solubilizarse y convertirse en una tinta, lo que permite imprimir circuitos electrónicos directamente en grandes láminas de plástico. Estos materiales son compatibles con los procesos de fabricación de rollo a rollo de gran área, los cuales pueden escalarse fácilmente para una producción rápida a un coste menor.

Se utilizan materiales orgánicos conductores en:

• Diodos orgánicos emisores de luz (OLED)
• Transistores orgánicos de efecto de campo (OFET)
• Transistores orgánicos de películas finas (OTFT)
• Fotovoltaica orgánica (OPV)

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OLED

Los diodos orgánicos de emisión de luz (OLED) son dispositivos electroluminiscentes que consisten en una capa de semiconductor orgánico emisivo intercalada entre un ánodo, que está cargado positivamente para la inyección de agujeros, y un cátodo, que está cargado negativamente para la inyección de electrones, y capas de transporte que permiten el flujo de diferentes portadores de carga eléctrica hacia la capa de semiconductor emisivo. La luz se genera directamente cuando las cargas inyectadas en los electrodos se recombinan en la capa orgánica. Los OLED producen colores vibrantes y luz más brillante, lo que proporciona un mejor contraste en las pantallas. Debido a las propiedades más finas y flexibles de los materiales orgánicos, los OLED pueden utilizarse en pantallas curvas, dispositivos móviles plegables o enrollables y dispositivos vestibles.

OFETy OTFT

Los transistores orgánicos son los componentes básicos de los circuitos integrados flexibles y las pantallas en electrónica de alto rendimiento. Los transistores encienden y apagan la energía. Los electrodos fuente y de drenaje tienen contacto directo con un semiconductor orgánico. El electrodo de compuerta está aislado del semiconductor por el aislante dieléctrico. Cuando se aplica tensión a la compuerta, ésta hace que el semiconductor sea más o menos conductor, ya sea permitiendo o impidiendo el flujo de la corriente eléctrica entre la fuente y el drenaje. Todos los componentes, desde los conductores (para electrodos) y los semiconductores (para materiales de canal activo) hasta aislantes (para capas dieléctricas de compuerta), pueden estar compuestos de materiales orgánicos. Los transistores de película fina son un tipo especial de transistor de efecto de campo, en los que las capas de semiconductores, electrodos y dieléctricas se depositan como películas finas en un sustrato de soporte. Las aplicaciones electrónicas comunes son las etiquetas RFID o el papel electrónico.

OPV

Los materiales electrónicos orgánicos también pueden utilizarse como materiales donantes y aceptores para convertir la luz en electricidad en los paneles solares. En la OPV, se colocan capas fotoactivas de materiales orgánicos semiconductores entre dos electrodos para generar fotocorrientes. Dado que el donante absorbe el flujo de fotones solares, los materiales donantes deben tener una absorción óptica amplia que coincida con el espectro solar. Los materiales orgánicos de transporte de agujeros (HTM) utilizados en las células solares de perovskita han demostrado maximizar el transporte de la carga y la recolección de la energía solar de manera particularmente eficiente.