Polymere für gedruckte Elektronik Elektrische Leitfähigkeit um das Zehnfache gesteigert

Als ein Anwendungsgebiet für n-leitende Polymere werden flexible thermoelektrische Generatoren gehandelt, die auf gekrümmten Oberflächen eingesetzt werden können.
Als ein Anwendungsgebiet für n-leitende Polymere werden flexible thermoelektrische Generatoren gehandelt, die auf gekrümmten Oberflächen eingesetzt werden können.

Forscher des Fraunhofer-Instituts für Werkstoff- und Strahltechnik in Dresden haben ein n-leitendes Polymer entwickelt, das gegenüber bisherigen n-leitenden Polymeren für flexible Elektronik deutlich stabiler ist und eine wesentlich höhere elektrische Leitfähigkeit aufweist.

Die elektrische Leitfähigkeit des synthetisierten Polymers beträgt laut dem Fraunhofer-Institut (IWS) bei Raumtemperatur ungefähr 60 Siemens/cm und kann durch zusätzliche n-Dotierung um weitere 40 Prozent gesteigert werden. Gegenüber dem heutigen Marktstandard sind diese Werte beachtlich, wie der Vergleich des IWS zeigt (siehe Grafik).

Während p-leitende Polymere hergestellt werden können, die Leitfähigkeiten in der Größenordnung der klassischen Metallleiter aufweisen, kann davon bei den n-leitenden Polymeren aber natürlich noch nicht gesprochen werden – die Leitfähigkeit von Kupfer liegt bei Raumtemperatur beispielsweise bei 58.000 Siemens/cm.

Das von den IWS-Forschern entwickelte n-leitende Polymer zeigt außerdem eine relativ hohe Elektronenaustrittsarbeit von ca. 4,5 eV, die als Indikator für eine erhöhte Beständigkeit unter Umgebungsbedingungen gedeutet wird. Tatsächlich übertrifft es in diesem Punkt ebenfalls die bisher untersuchten Materialien deutlich. Bis die Leitfähigkeit um 50 Prozent abgenommen hat, dauert es in etwa 30 Tage. Bei anderen, nicht gekapselte Polymeren, ist diese Schwelle zum Teil nach einigen Stunden erreicht.

Das neue Polymer weckt bei den Forschern die Hoffnung auf neue Anwendungen im Bereich der flexiblen, organischen Elektronik, etwa der Fertigung von organischen Solarzellen oder Transistoren.