Charge transport and recombination in organic-semiconductor diodes
Promotie: | Dhr. G.A.H. (Gert-Jan) Wetzelaer |
Wanneer: | 28 maart 2014 |
Aanvang: | 11:00 |
Promotor: | prof. dr. P.W.M. Blom |
Waar: | Academiegebouw RUG |
Faculteit: | Science and Engineering |
Organische halfgeleiders combineren de veelzijdigheid en
verwerkbaarheid van organische materialen (plastics) met de
elektrische eigenschappen van anorganische halfgeleiders.
Organische LEDs (OLEDs) en zonnecellen zijn voorbeelden van
organische halfgeleiderdiodes. Gert-Jan Wetzelaer onderzocht de
eigenschappen van ladingstransport en recombinatie in zulke
organische diodes.
Wetzelaer toont aan dat defecten die het landingstransport
hinderen, zogenaamde ladingsvallen, ook een belangrijke rol spelen
in het recombinatieproces van ladingsdragers. Dit
‘ladingsval-geassisteerde recombinatieproces’
resulteert typisch niet in de emissie van een foton en is derhalve
een verliesmechanisme in OLEDs.
Het effect van zulke ladingsvallen kan echter vermeden worden door
specifiek ontworpen organische halfgeleiders met diepe
energieniveaus te gebruiken. Door het gebruik van zulke materialen
in organische zonnecellen wordt het ladingstransport vaak niet meer
gehinderd door ladingsvallen. Ook spelen ze geen rol meer in het
recombinatieproces, iets dat de prestaties van de zonnecel ten
goede komt. Verder blijkt de recombinatiesnelheid van vrije
ladingsdragers in organische zonnecellen sterk gereduceerd te zijn
ten opzichte van de verwachte snelheid, wat eveneens de opwekking
van elektrisch vermogen bevordert.
In tegenstelling tot de verwachting vertoont de diffusie van
ladingsdragers het klassieke gedrag volgens de Einstein relatie,
ondanks de grote energetisch wanorde die organische halfgeleiders
eigen is. De vinding kan de beschrijving van het elektrische gedrag
van organische halfgeleiderdiodes vereenvoudigen.
Het onderzoek Gert-Jan Wetzelaer vond plaats in de onderzoeksgroep
Fysica van Organische Halfgeleiders van het Zernike Institute for
Advanced Materials en werd gefinancierd door het Dutch Polymer
Institute. Wetzelaer gaat door als postdoc bij de afdeling Polymer
Chemistry and Bioengineering van de RUG.