Onderzoek UHasselt toont de perfecte materiaalbasis voor organische halfgeleiders in zonnecellen en smartwatches

Het is voor het eerst dat deze defecten nu effectief in beeld worden gebracht en er ook een getal op geplakt kan worden. De onderzoekers slaagden daarin door gebruik te maken van een moleculaire ‘scanning tunneling’ microscoop die voor een ongezien inzicht zorgde in de structuur van polymere organische halfgeleiders. Hiervoor bracht Jochen Vanderspikken onder andere zeven maanden door aan de prestigieuze Amerikaanse universiteit Stanford, met de steun van het FWO en Rotary Genk-Staelen.

“Met dit onderzoek kunnen we aantonen dat het belangrijk is om te kijken naar de pure chemische structuur van geconjugeerde polymeren, iets dat veel te lang door het veld genegeerd werd. Wij tonen hier nu aan dat deze defecten bestaan en wel degelijk een rol spelen in hoe efficiënt de polymeren werken. Hiermee zetten we grote stappen om geconjugeerde polymeren veel breder te gaan inzetten”, zegt prof. dr. Wouter Maes.

Want naast protocollen om defecten te kunnen opsporen, werkten de onderzoekers ook aan een stappenplan om deze defecten in de toekomst te vermijden. “Heel simpel uitgelegd, hebben wij gevonden dat als je een blauw bouwsteentje in twee hakt en deze aan de buitenzijdes van een rode molecule plaatst, je steeds een mooie keten van afwisselend rode en blauwe bouwstenen hebt als basis voor je polymeer”, zegt dr. Jochen Vanderspikken. “Met dit stappenplan kunnen onderzoekers wereldwijd nu aan de slag om geconjugeerde polymeren te maken die identiek zijn aan elkaar, want die reproduceerbaarheid was door de defecten die opdoken erg moeilijk. Eindelijk zit de basis van ons materiaal nu dus goed.”