Deutscher Zukunftspreis 2011:
Organische Elektronik

Viele Zukunftstechnologien basieren auf kristallinen Halbleitern: Materialien

wie Silizium sind aber aufwendig und teuer in der Verarbeitung. Doch nun

gibt es eine Alternative – Werkstoffe für eine ganz neue Art von Elektronik,

die flexibel, leicht, unzerbrechlich und umweltschonend ist.


Dresdener Forscher haben die dafür geeigneten Materialien parat: organische
Halbleiter. Den Dresdner Forschern ist es gelungen, sie fit zu machen für den
Einsatz in verschiedensten Produkten. Damit schufen sie die Basis für innovative
Anwendungen von Beleuchtung und Photovoltaik, die bislang undenkbar waren.
Karl Leo ist Leiter des Instituts für Angewandte Photophysik der TU Dresden
und Direktor des Fraunhofer-Instituts für Photonische Mikrosysteme (IPMS).
Jan Blochwitz-Nimoth als CSO bei der Novaled AG tätig, Martin Pfeiffer ist CTO
bei der Heliatek GmbH.

Die nominierten Forscher nahmen sich bestimmte organische Substanzen vor, die
eine relativ simple chemische Struktur besitzen. Daraus lassen sich Transistoren,
Leuchtdioden oder Solarzellen mit ungewöhnlichen Eigenschaften erstellen: als
dünne, biegsame und transparente Folien fast beliebiger Größe. Dazu haben die
Forscher in Dresden eine erste Rolle-zu-Rolle-Anlage errichtet, die eine einfache,
schnelle und preisgünstige Fertigung von organischen Leuchtdioden (OLED) er-
möglicht.

Nominiertes Team 2 (Foto: Ansgar Pudenz/Deutscher Zukunftspreis) Nominiertes Team 2:
 Prof. Dr. rer. nat. Karl Leo, Dr. rer. nat. Jan Blochwitz-Nimoth und Dr. rer.
 nat. Martin Pfeiffer (v.li.)


Ein Manko der Kunststoff-Elektronik war bislang ihre bescheidene Effizienz: Viel
Energie verpuffte darin ungenutzt. Auch die Lebensdauer reichte nicht für kom-
merzielle Anwendungen: OLEDs leuchteten durch Alterungsprozesse des Mate-
rials allmählich immer schwächer.

Doch die Dresdner Forscher kamen den Ursachen dafür auf die Spur – und konn-
ten die Alterung bremsen. Und sie schufen maßgeschneiderte Materialien und
Strukturen, die die Effizienz organischer Leuchten und Lichtfänger deutlich ver-
besserten. So entwarfen sie OLEDs, die eine größere Lichtausbeute haben als
Leuchtstoffröhren. Und sie entwickelten organische Solarzellen mit einem Wir-
kungsgrad, der sie für bestimmte Anwendungen zu einer guten Alternative für
Silizium-Zellen macht.

Organische ElektronikDie realistische Vision der Wissenschaftler sind
etwa großflächige Leuchten, die sich wie eine
zweite Haut hauchdünn an Wänden, Decken,
Möbeln und sogar transparent auf Fenster-
flächen aufbringen lassen. Transparente,
dünne Solarzellen könnten künftig in Autos
oder Taschen integriert werden und Strom
für die Klimaanlage oder den MP3-Player
aus Sonnenlicht erzeugen.

Das Potenzial der Kunststoff-Elektronik ist im-
mens. Experten schätzen, dass damit in 15
Jahren weltweit rund 330 Millionen US-Dollar
umgesetzt werden. Die Forscher aus Dresden
haben die Technik entscheidend vorangebracht – und auch beste Chancen, ein großes Stück des Umsatzkuchens abzubekommen. Dazu sind aus IPMS und TU Dresden sechs Spin-Off-Firmen ausgegründet worden, darunter Heliatek und Novaled. Sie sind Teil eines umfassenden Netzwerks zur Weiterentwicklung organischer Halbleiter, das rund um Dresden entstanden ist.


Fotos: Ansgar Pudenz/Deutscher Zukunftspreis

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