Électronique organique
L'électronique organique utilise des polymères organiques ou des petites molécules pour créer des composants électroniques destinés à de nombreux nouveaux domaines d'application. Les matériaux électroniques organiques sont plus légers, plus souples et moins coûteux que les matériaux inorganiques classiques à base de silicium. L'électronique organique est plus économe en énergie et plus respectueuse des ressources, tant au niveau de la production que de l'utilisation et de l'élimination.
L'électronique organique à base de petites molécules est généralement fabriquée à l'aide de méthodes de dépôt sous vide permettant de transférer de minces films de matériaux organiques sur la surface d'un substrat. L'électronique organique peut être réalisée à partir de polymères conducteurs en utilisant des méthodes de traitement en solution peu coûteuses. Les polymères semi-conducteurs peuvent être rendus solubles et transformés en encre, ce qui permet d'imprimer des circuits électroniques directement sur de grandes feuilles de plastique. Ces matériaux sont compatibles avec les procédés de fabrication « roll-to-roll » (rouleau à rouleau) à grande échelle, qui peuvent facilement être transposés à plus grande échelle pour une production rapide à moindre coût.
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Diodes électroluminescentes organiques (OLED)
Les diodes électroluminescentes organiques (OLED) sont des dispositifs électroluminescents constitués d’une couche émettrice semi-conductrice organique prise en sandwich entre une anode, chargée positivement pour injecter des trous, et une cathode, chargée négativement pour injecter des électrons, ainsi que des couches de transport qui permettent à différents porteurs de charge électrique de circuler vers la couche émettrice semi-conductrice. La lumière est générée directement lorsque les charges injectées au niveau des électrodes se recombinent dans la couche organique. Les OLED produisent des couleurs vives et une lumière plus brillante, offrant ainsi un meilleur contraste sur les écrans. Grâce à la finesse et à la souplesse des matériaux organiques, les OLED peuvent être utilisées dans des écrans incurvés, des appareils mobiles pliables ou enroulables, ainsi que dans des appareils portables.
Transistors à effet de champ organiques (OFET) et transistors à couche mince organiques (OTFT)
Les transistors organiques constituent les éléments de base des circuits intégrés flexibles et des écrans utilisés dans l’électronique haute performance. Les transistors permettent d’activer et de désactiver le courant. Les électrodes de source et de drain sont en contact direct avec un semi-conducteur organique. L’électrode de grille est isolée du semi-conducteur par un isolant diélectrique. Lorsque une tension est appliquée à la grille, elle rend le semi-conducteur plus ou moins conducteur, permettant ainsi ou empêchant le passage du courant électrique entre la source et le drain. Tous les composants, qu’il s’agisse des conducteurs (pour les électrodes), des semi-conducteurs (pour les matériaux actifs du canal) ou des isolants (pour les couches diélectriques de grille), peuvent être constitués de matériaux organiques. Les transistors à couche mince constituent un type particulier de transistors à effet de champ, dans lesquels le semi-conducteur, les électrodes et les couches diélectriques sont déposés sous forme de couches minces sur un substrat de support. Parmi les applications électroniques courantes, on peut citer les étiquettes RFID ou le papier électronique.
Photovoltaïque organique (OPV)
Les matériaux électroniques organiques peuvent également servir de matériaux donneurs et accepteurs pour convertir la lumière en électricité dans les panneaux solaires. Dans les OPV, des couches photoactives de matériaux organiques semi-conducteurs sont prises en sandwich entre deux électrodes afin de générer des photocourants. Étant donné que le donneur absorbe le flux de photons solaires, les matériaux donneurs doivent présenter un large spectre d’absorption optique pour correspondre au spectre solaire. Les matériaux organiques de transport de trous (HTM) utilisés dans les cellules solaires à pérovskite se sont révélés particulièrement efficaces pour optimiser le transport de charge et capter l’énergie solaire.
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