Bonnie and Slide
» » » Органическая электроника: достижения и перспективы

Презентация на тему Органическая электроника: достижения и перспективы

tapinapura
Рейтинг:
Категория: Разные
Дата добавления: 16-10-2019
Содержит:31 слайд

Презентацию на тему Органическая электроника: достижения и перспективы можно скачать абсолютно бесплатно на нашем сайте. Предмет презентации : Разные. Красочные слайды и илюстрации помогут вам заинтересовать своих одноклассников или аудиторию. Для просмотра содержимого презентации воспользуйтесь плеером, или если вы хотите скачать презентацию - нажмите на соответствующий текст под плеером. Презентация содержит 31 слайд.

скачать презентацию

Слайды презентации

Слайд 1: Презентация Органическая электроника: достижения и перспективы
Слайд 1

Органическая электроника: достижения и перспективы

Пономаренко С.А. Химический факультет МГУ Институт синтетических полимерных материалов им. Н.С. Ениколопова РАН ponomarenko@ispm.ru www.ispm.ru/lab8.html

Слайд 2: Презентация Органическая электроника: достижения и перспективы
Слайд 2

Что такое органическая электроника?

Может быть как органической, так и неорганической или гибридной

Любая электроника, которую можно напечатать на бумаге

Электроника, основанная на сопряженных полимерах

Электроника на уровне 1 молекулы

Любая электроника на гибкой основе

Слайд 3: Презентация Органическая электроника: достижения и перспективы
Слайд 3

1. Возможность создания сверхтонких и сверхлегких устройств на гибкой основе

2. Совместимость со струйными и печатными технологиями

3. Выход на новые рынки и удешевление технологии производства

Недостатки:

Недостаточно высокие характеристики получаемых устройств 2. Недолговечность в обычных условиях

Преимущества органической электроники

Слайд 4: Презентация Органическая электроника: достижения и перспективы
Слайд 4

Нобелевская премия по химии 2000 г.

“For the Discovery and Development of Conductive Polymers” (За открытие и исследование проводящих полимеров)

Alan Heeger (Алан Хигер) University of California at Santa Barbara (род. 1936)

Alan MacDiarmid (Алан МакДиармид) University of Pennsylvania (1927 - 2007)

Hideki Shirakawa (Хидеки Сиракава) University of Tsukuba (род. 1936)

Слайд 5: Презентация Органическая электроника: достижения и перспективы
Слайд 5

Традиционная (неорганическая) электроника

Собственная проводимость

зависит от температуры

Примесная проводимость

+ -

1. Быстродействие 2. Долговечность

донорная примесь электронная провод-ть полупроводник n-типа

акцепторная примесь дырочная провод-ть полупроводник р-типа

1. Высокая стоимость производства: - кремния (необходима сверхчистота) - устройств (литография/гравировка) 2. Токсичность производства (As, Ga, Te)

Слайд 6: Презентация Органическая электроника: достижения и перспективы
Слайд 6

Органическая (полимерная) электроника

На основе сопряженных олигомеров и полимеров

1. Для полимера идеальная чистота недостижима 2. Существующие примеси компенсируют друг друга, поэтому нужны большие количества допанта (%) 3. Допирование часто проводят за счет инжекции заряда с электродов

Слайд 7: Презентация Органическая электроника: достижения и перспективы
Слайд 7

пентацен секситиофен

, ’ -дигексил-кватротиофен

поли(3-гексилтиофен) P3HT

Вакуумная сублимация

Переработка из растворов: spin-coating, dip-coatig, Doctor Blading, Печатные методы (струйная печать, флексография и др.)

Растворимые производные фуллеренов

p-типа n-типа

Органические полупроводящие материалы и методы их переработки

Малые молекулы (олигомеры)

Полимеры

Слайд 8: Презентация Органическая электроника: достижения и перспективы
Слайд 8

Цепочка PSS с олигомерами PEDOT

Темплатная полимеризация в водной среде 3,4-этилендиокси-тиофена (EDOT) в присутствии полистиролсульфокислоты (PSS) Ионообменная хроматография Харасткристики продукта: Тамно-синяя дисперсия Концентрация 1.3% [или выше] от степень полимеризации сегментов EDOT от 5 до 15 Дырочно допирован, примерно 1 дырка на 3 мономерных звена

Проводящие полимерные дисперсии: PEDOT-PSS

BAYTRON® P (сейчас CleviosTM).

Слайд 9: Презентация Органическая электроника: достижения и перспективы
Слайд 9

Challenge:

Улучшение проводимости PEDOT:PSS

С момента начала промышленного производства PEDOT:PSS удалось повысить проводимость более чем на два порядка!

Слайд 10: Презентация Органическая электроника: достижения и перспективы
Слайд 10

In situ PEDOT/Tos 10-6 S/cm 102 S/cm 10-2 S/cm

дырочно-инжектирующий слой

PEDOT/PSS formulations PEDOT/PSS PEDOT/PSS PLED Grades

Применение PEDOT:PSS различной проводимости

антистатические покрытия

проводящий слой полупроводник проводник

В зависимости от условий производства удается варьировать проводимость PEDOT:PSS в широком интервале, и каждая градация находит применение в различных устройствах (не только электронных!).

Слайд 11: Презентация Органическая электроника: достижения и перспективы
Слайд 11

органические тонкопленочные транзисторы и ИС на их основе

органические светодиоды и дисплеи на их основе

органические фотовольтаические преобразователи (солнечные батареи)

Основные устройства органической электроники

Слайд 12: Презентация Органическая электроника: достижения и перспективы
Слайд 12

Органический тонкопленочный (полевой) транзистор (ОТПТ) – OFET, OTFT (англ.)

Органическая фотовольтаическая ячейка (солнечная батарея, фотодетектор)

Органический светоизлучающий диод (ОСИД) – OLED (англ.)

Верхние контакты: И – исток, С – сток

Толщина каждого функционального слоя – от 10 до 500 нм

Слайд 13: Презентация Органическая электроника: достижения и перспективы
Слайд 13

Монослойные органические транзисторы

Идеальная структура (пока недостигнутая цель): ОТПТ с монослойным полупроводником и монослойным диэлектриком

Толщина слоев ~ 3-5 нм

Транспорт зарядов на 90% происходит в верхнем слое пленки, т.е. для монослоевых пленок достижимы значения проводимости, сравнимые с блочными пленками.

Edsger C. P. Smits et al. Nature, 455, 956–959 (2008) 2. Fatemeh Gholamrezaie et al. Nano Lett., 10, 1998–2002 (2010)

Слайд 14: Презентация Органическая электроника: достижения и перспективы
Слайд 14

Биодеградируемые органические полевые транзисторы

M. Irimia-Vladu, et.al. Adv. Funct. Mater. 2010, 20, 4069

Слайд 15: Презентация Органическая электроника: достижения и перспективы
Слайд 15

Органические полупроводники на основе природных красителей

Тирский пурпур

Пу́рпур (от лат. purpura — пурпур, греч. πορφύρα), также в античных источниках тирский пурпур — краситель различных оттенков от багряного до пурпурно-фиолетового цвета, извлекавшийся из морских брюхоногих моллюсков — иглянок.

Раковины Murex brandaris L.

Крашенная пурпуром шерсть

Крашенный пурпуром шёлк

Слайд 16: Презентация Органическая электроника: достижения и перспективы
Слайд 16

Transfer and (c and d) output characteristics of an tyrian purple based OFET on evaporated polyethylene-passivated aluminum oxide dielectric on glass substrate.

Y. Kanbur, et.al. Organic Electronics 2012, 13, 919

Слайд 17: Презентация Органическая электроника: достижения и перспективы
Слайд 17

Transponder circuit is used as intelligent price tag

Электронные метки радиочастотной идентификации

Слайд 18: Презентация Органическая электроника: достижения и перспективы
Слайд 18

Схематическое изображение различных типов органических светоизлучающих диодов (ОСИДов)

Органический СИМ – органический светоизлучающий материал ДТС – дырочно-транспортный слой ЭТС – электроно-транспортный слой ДБС – дырочно-блокирующий слой ЭБС – электроно-блокирующий слой

простейший однослойный ОСИД

многослойные ОСИДы

Слайд 19: Презентация Органическая электроника: достижения и перспективы
Слайд 19

PPV F Al ITO

Электролюминесценция

Спиновая статистика: 25 % синглетов

EF V

Слайд 20: Презентация Органическая электроника: достижения и перспективы
Слайд 20

Решение проблемы: фосфоресцентные ОСИДы

допант матрица

Диаграмма хроматичности цветового пространства CIE 1931 и расположение на ней основных цветов.

[Ir(fppz)2 (dfbdp)] Adv. Mater. 2009, 21, 2221 η = 12% CIE (0.15,0.11)

Слайд 21: Презентация Органическая электроника: достижения и перспективы
Слайд 21

Commercial Production OLED Lighting Panels with World’ s Highest Color Rendering Index of CRI = 93 (Lumiotec, 2012)

Современные панели ОСИД

Индекс цветопередачи, коэффициент цветопередачи (colour rendering index, CRI) — параметр, характеризующий уровень соответствия естественного цвета тела видимому (кажущемуся) цвету этого тела при освещении его данным источником света.

Слайд 22: Презентация Органическая электроника: достижения и перспективы
Слайд 22

Требования DOE к энергетически эффективному освещению: Эффективность панели (168 Лм/Вт) Время жизни (L70 – 100 000 ч) Качество цветопередачи (CRI > 85; Цветовая температура 2580 -3710 K) Прогресс на лабораторном уровне: 0.83 Лм/Вт Kido et al, Appl.Phys.Lett., 1994 38 Лм/Вт Forrest Nature, 2006 90 Лм/Вт Leo et al, Nature, 2009 99 Лм/Вт So et al, Adv. Energy Mater. 2011 128 Лм/Вт Panasonic 2011 Белые панели ОСИД приближаются к требованиям DOE: 45.7 Лм/Вт Kodak 12/2009 58 Лм/Вт UDC 2011 SID 87 Лм/Вт Osram 2011

Белые ОСИДы

Слайд 23: Презентация Органическая электроника: достижения и перспективы
Слайд 23

F. Capelli, M. Muccini, at. al., Nature Materials 2010, 9, 496–503

Органические светоизлучающие транзисторы

Трехслойный ОСИТ

Диаграмма энергетических уровней

Слайд 24: Презентация Органическая электроника: достижения и перспективы
Слайд 24

Диффузионная длина  10 nm

Двухслойное устройство

10-20 нм

Органические фотовольтаические ячейки

Слайд 25: Презентация Органическая электроника: достижения и перспективы
Слайд 25

AM1.5G - Air Mass 1.5 – воздушно-массовый коэффициент, характеризующий солнечный спектр, проходящий через атмосферу, где 1,5 – толщина атмосферы, при которой работают наземные солнечные батареи.

Спектр солнечного света AM1.5 и спектры поглощения некоторых материалов, используемых в полимерных солнечных батареях

Слайд 26: Презентация Органическая электроника: достижения и перспективы
Слайд 26

Расчетная эффективность «идеальной» полимерной фотовольтаической ячейки

M. C. Scharber, A. J. Heeger, C. J. Brabec, at. al., Adv. Mater. 2006, 18, 789.

Слайд 27: Презентация Органическая электроника: достижения и перспективы
Слайд 27

Концепция «слабый донор – сильный акцептор»

Zhou, H.; Yang, L.; Stoneking, S.; You, W. ACS Appl. Mater. Interfaces 2010, 2, 1377

Слайд 28: Презентация Органическая электроника: достижения и перспективы
Слайд 28

Рост эффективности органических солнечных батарей

Слайд 29: Презентация Органическая электроника: достижения и перспективы
Слайд 29

Сегодня органические солнечные батареи находятся на пороге коммерциализации

10.3 % 11.2011 Mitsubishi Chemical tetrabenzoporphyrin

9.0 % 28.2.2012 Konarka (USA) Polymer/fullerene

12.0 % 01.2013 Heliatek (Dresden) Small molecules/ sublimation

Слайд 30: Презентация Органическая электроника: достижения и перспективы
Слайд 30

Легкость Гибкость Энергоэффективность Большая площадь Прозрачность Низкая стоимость производства Отсутствие высоковакуумных процессов Отсутствие литографии Недорогие субстраты (пластик, бумага, одежда…) простота интегрирования в конечные устройства

ФИЛЬМ !

Слайд 31: Презентация Органическая электроника: достижения и перспективы
Слайд 31

Спасибо за внимание!

Список похожих презентаций