Marie Leroy
L’électronique organique peut apporter une contribution décisive à la décarbonation et, en même temps, contribuer à réduire la consommation de matières premières rares et précieuses. Pour cela, il faut non seulement faire évoluer les procédés de fabrication, mais aussi imaginer des methods methods de recyclage dès la period de laboratoire. Les scientifiques des matériaux de la Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) promeuvent maintenant cette stratégie circulaire en collaboration avec des chercheurs du Royaume-Uni et des États-Unis dans le
Les composants électroniques organiques, tels que les modules solaires, présentent plusieurs caractéristiques exceptionnelles. Ils peuvent être appliqués en couches extrêmement minces sur des matériaux de help flexibles et ont donc une gamme d’applications in addition substantial que les matériaux cristallins. Leurs substances photoactives étant à base de carbone, elles contribuent également à réduire la consommation de matières rares, chères et parfois toxiques comme l’iridium, le platine et l’argent.
Les composants électroniques organiques connaissent un essor vital dans le domaine des technologies OLED notamment, et surtout pour les écrans de télévision ou d’ordinateur. “D’une component, c’est un progrès, mais d’autre part, cela pose des problèmes”, déclare le professeur Christoph Brabec, titulaire de la chaire de science des matériaux (matériaux en électronique et technologie énergétique) à la FAU et directeur de l’Institut Helmholtz d’Erlangen. -Nürnberg pour les énergies renouvelables (Hi ERN). En tant que scientifique des matériaux, Brabec voit le threat d’intégrer en permanence une technologie respectueuse de l’environnement dans une architecture d’appareil qui n’est pas resilient dans l’ensemble. Cela affecte non seulement les appareils électroniques, mais également les capteurs organiques dans les textiles qui ont une durée de vie extrêmement courte. Brabec : « La recherche appliquée, en particulier, doit maintenant fixer le cap pour s’assurer que les composants électroniques et toutes leurs pièces individuelles doivent laisser une empreinte écologique la moreover faible doable tout au prolonged de leur cycle de vie.
Une synthèse furthermore efficace et des matériaux furthermore robustes
La poursuite du développement de l’électronique organique elle-même est ici élémentaire, motor vehicle de nouveaux matériaux et des processus de fabrication plus efficaces conduisent à une réduction des dépenses et de l’énergie lors de la output. “Par rapport aux polymères simples, le processus de fabrication de la couche photoactive nécessite des quantités d’énergie nettement as well as élevées car or truck il est déposé sous vide à des températures élevées”, explique Brabec. Les chercheurs proposent donc des procédés moins chers et in addition respectueux de l’environnement, comme le dépôt à partir de methods aqueuses et l’impression par des procédés à jet d’encre. Brabec : « Un défi majeur est de développer des matériaux fonctionnels pouvant être traités sans solvants toxiques et nocifs pour l’environnement. Dans le cas des écrans OLED, l’impression jet d’encre offre également la possibilité de remplacer les métaux précieux tels que l’iridium et le platine par des matériaux organiques.
Outre leur efficacité, la stabilité de fonctionnement des matériaux est déterminante. Une encapsulation complexe est nécessaire pour protéger les couches de carbone déposées sous vide des modules solaires organiques, qui peuvent représenter jusqu’à deux tiers de leur poids total. Des combinaisons de matériaux in addition robustes pourraient contribuer à d’importantes économies de matériaux, de poids et d’énergie.
Planification du processus de recyclage au laboratoire
Pour faire une évaluation réaliste de l’empreinte environnementale de l’électronique organique, l’ensemble du cycle de vie du produit doit être pris en compte. En termes de rendement, les systèmes photovoltaïques organiques sont encore en retard par rapport aux modules conventionnels en silicium, mais 30 % de CO2 en moins sont émis lors du processus de fabrication. Viser des niveaux d’efficacité highest n’est pas tout, dit Brabec : « 18 % pourraient avoir additionally de sens écologiquement que 20, s’il est feasible de fabriquer le matériau photoactif en cinq étapes au lieu de huit.
De in addition, la durée de vie additionally courte des modules organiques est également relative si vous regardez de moreover près. Bien que les modules photovoltaïques à base de silicium durent moreover longtemps, ils sont très difficilement recyclables. « La biocompatibilité et la biodégradabilité deviendront des critères de as well as en moreover importants, tant pour le développement des produits que pour la conception des emballages », déclare Christoph Brabec. “Il faut vraiment commencer à prendre en compte le recyclage en laboratoire.” Cela signifie, par exemple, utiliser des substrats qui peuvent être facilement recyclés ou qui sont aussi biodégradables que les substances actives. L’utilisation de ce que l’on appelle des conceptions multicouches dès la stage de conception du produit pourrait garantir que divers matériaux peuvent être facilement séparés et recyclés à la fin du cycle de vie du produit. Brabec : “Cette approche cradle-to-cradle sera un préalable décisif pour faire de l’électronique organique un élément significant de la changeover vers les énergies renouvelables.”
