Drucken eines elektronischen Regenbogens
Forscher:innen des Innovation Lab HySPRINT am Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) und der Humboldt-Universit?t zu Berlin (HU) haben mit einem Tintenstrahldruckverfahren eine Reihe von Photodetektoren hergestellt, die auf einem Halbleiter aus dem Mineral Perowskit basieren. Durch das Mischen von nur drei Tinten konnten die Forscher:innen die Eigenschaften dieses Halbleiters w?hrend des Druckvorgangs pr?zise einstellen. Der Tintenstrahldruck ist in der Industrie bereits eine etablierte Herstellungsmethode, die eine schnelle und kostengünstige Verarbeitung von L?sungen erm?glicht. Die Erweiterung der M?glichkeiten in diesem Druckverfahren er?ffnet neue M?glichkeiten für die Herstellung verschiedenartiger elektronischer Komponenten in einem einzigen Druckschritt
Wundermaterial Metallhalogenid-Perowskite
Metallhalogenid-Perowskite faszinieren durch ihre gro?e Bandbreite an m?glichen Anwendungen. Die Herstellung elektronischer Bauteile mit diesem Material ist besonders reizvoll, weil sie aus einer L?sung, also aus einer Tinte heraus m?glich ist. Die Gruppe um Prof. Emil List-Kratochvil, Leiter einer gemeinsamen Forschungsgruppe am HZB und der Humboldt-Universit?t, konzentriert sich darauf, solche Bauelemente mit Hilfe fortschrittlicher Herstellungsverfahren wie dem Tintenstrahldruck herzustellen. Der Drucker tr?gt die Tinte auf ein Substrat auf und nach dem Trocknen bildet sich ein dünner Halbleiterfilm. Durch die Kombination mehrerer Schritte mit verschiedenen Materialien lassen sich Solarzellen, LEDs oder Fotodetektoren in wenigen Minuten herstellen. ?Kombinatorischer Tintenstrahldruck kann nicht nur zum Untersuchen verschiedener Materialzusammensetzungen für Solarzellenmaterialien verwendet werden, sondern erm?glicht uns auch die Herstellung mehrerer, separater Bauelemente in einem einzigen Druckschritt“, erkl?rt List-Kratochvil.
Der Tintenstrahldruck ist in der Industrie bereits eine etablierte Technik, nicht nur für Zeitungen und Zeitschriften, sondern auch für Funktionsmaterialien. Metallhalogenid-Perowskite sind für den Tintenstrahldruck besonders interessant, da ihre Eigenschaften durch ihre chemische Zusammensetzung eingestellt werden k?nnen. Forscher:innen am HZB haben bereits Solarzellen und LEDs aus Perowskiten mit diesem Druckverfahren hergestellt.
Kombinatorischer Druckansatz für die industrielle Produktion von elektronischen Bauelementen
In der aktuellen Arbeit fand das Team um Prof. Emil List-Kratochvil eine spannende Anwendung: eine Reihe gedruckter Perowskite als wellenl?ngenselektive Photodetektoren, also Lichtsensoren, die das Licht verschiedener Wellenl?ngen zusammenführen oder teilen. Im Hinblick auf ein industrielles Verfahren würde dies die Produktion mehrerer elektronischer Bauelemente in gro?em Ma?stab erm?glichen. In Kombination mit gedruckten elektronischen Schaltkreisen würden die Lichtsensoren ein einfaches Spektrometer bilden, das die Intensit?t der verschiedenen Wellenl?ngen zeigt, aus denen sich das gemessene Licht zusammensetzt – und zwar papierdünn, auf eine beliebige Oberfl?che gedruckt, potenziell flexibel, ohne die Notwendigkeit eines Prismas oder Gitters zur Trennung der eingehenden Wellenl?ngen.