Polymerelektronik

Polymerelektronik bedeutet soviel wie Kunststoff-Elektronik. Bestimmte Polymere können dotiert werden und haben nach der Dotierung die Eigenschaften von Leitern, Halbleitern und Nichtleitern. Die Polymerelektronik wird auch als organische Elektronik bezeichnet oder mit dem Kunstwort Polytronik.


Polyacetylen ist ein solches Polymer, dessen Leitfähigkeit sich in Abhängigkeit von der Dotierung um 20 Zehnerpotenzen zwischen Nichtleiter, Halbleiter und Leiter ändert. Diese Verfahren nutzt die Polymerelektronik für die Herstellung von organischen Halbleitern, wie beispielsweise organischen Transistoren, Displays aus Organic Light Emitting Diodes (OLED) oder Light Emitting Polymer (LEP).

Elektronische Bauelemente und Baugruppen in gedruckter polymerer Elektronik

Mit der Polymerelektronik können Bauelemente und Schaltungen mit elektronischen Eigenschaften aus polymeren Halbleitern hergestellt werden. Der Herstellungsprozess ist wesentlich einfacher und kostengünstiger als der von einkristallinen Halbleitern, da er mit herkömmlichen Druckmaschinen erfolgt, mit denen elektrisch leitende Kunststoffe auf Polyesterfolien oder Papierbahnen gedruckt werden.

Im Gegensatz zu Siliziumbauteilen benötigt die Herstellung von polymeren Bauteilen keine komplizierten Vakuum- und Hochtemperaturprozesse und keine aufwendige Lithografietechnik. Die Polymermaterialien werden in geeigneten Lösungsmitteln gelöst und können dann mittels Druckmaschine gedruckt oder wie leitfähige Tinte auch im Tintenstrahldruck erstellt werden. Man spricht in diesem Zusammenhang von gedruckter Elektronik.

Herstellung von polymeren 
   RFID-Tags mit einer Druckmaschine, Foto: PolyIC

Herstellung von polymeren RFID-Tags mit einer Druckmaschine, Foto: PolyIC

Beim Druck folgt eine Schicht auf die andere: Leiter, Halbleiter, Isolationslagen und Schutzabdeckungen. Mit dieser gedruckten Elektronik können Transistoren, Dioden, Widerstände, Kapazitäten und Induktivitäten zu Schaltungen kombiniert werden, die extrem dünn, sehr leicht und flexibel sind und billig produziert werden können. Als Trägermaterial dient dabei Polyester oder Polyethylenterephthalat (PET).

Auf diese Art und Weise sind nicht nur elektronische Schaltungen herstellbar, sondern auch Batterien und Stromversorgungen mit organischen Solarzellen, Gleichrichtern und Speicherkondensatoren, die ihre Energie aus elektronmagnetischen Wellen gewinnen, die über Antennen und Schwingkreise aufgefangen werden.

Basis und Einsatzgebiete der Polymerelektronik

Die Basis der Polymerelektronik sind elektrisch leitfähige Kunststoffe, bei denen der Strom über die organisch-chemischen Moleküle des Kunststoffs fließt. Da Polymere Nichtleiter sind, müssen Ladungsträger injiziert werden damit sie elektrischen Strom leiten. Je nach Dotierung kennt man in dieser Technologie Leiter, Halbleiter und Nichtleiter, die man in verschiedenen Strukturen und Dicken kombiniert.

Polymerer RFID-Tag, Foto: PolyIC

Polymerer RFID-Tag, Foto: PolyIC

Zu den Einsatzgebieten der polymeren Elektronik gehören flexible RFID-Tags, aufrollbare Flachbildschirme, flache Tastaturen, organische Solarzellen, Sensoren und Aktoren, gedruckte Batterien und Akkus, optische Filter, Polymer-Chips, organische Feldeffekttransistoren (OFET), OLEDs sowie Bauelemente und Komponenten der Photovoltaik und der organischen Photovoltaik. Letztere, die organische Photovoltaik, gehört zu den großen Zukunftstechnologien.

Die Organic Electronics Association (OE-A) ist eine Interessenvertretung für die Polymerelektronik und die gedruckte Elektronik.

Informationen zum Artikel
Deutsch: Polymerelektronik
Englisch: polymer electronics
Veröffentlicht: 06.09.2019
Wörter: 431
Tags: #Elektronik
Links: Akku (Akkumulator), Aktor, Antenne, Batterie, Bildschirm