Ontwerp en ontwikkeling van nabij-infraroodupconverters aan de hand van oplossingsgebaseerde productietechnieken

Abstract

De expertise van onderzoeksinstituut IMO-IMOMEC in organische leds (OLED’s) en organische fotovoltaïsche cellen (OPV’s) maakt de weg vrij naar nieuwe technologieën, zoals de upconverter, die onzichtbaar nabij-infrarood (NIR) licht omzet in zichtbaar licht. Huidige anorganische modellen zijn kostelijk en complex en zenden enkel zichtbaar licht uit aan dezelfde zijde als waar het NIR-licht invalt. De doelstelling van deze masterproef is daarom om door gebruik te maken van spincoaten en opdampen een transparante organische upconverter te ontwerpen voor doorgaande straling.

Daarvoor worden de upconverteronderdelen, OLED’s en OPV’s, met verschillende architecturen, materialen en productieparameters gefabriceerd en gekarakteriseerd aan de hand van externe kwantumefficiëntie- (EQE-) en stroomdichtheid-spannings- (JV-) metingen. De thesis duidt op basis van de karakteristieken de optimale componenten aan. Vervolgens werd software in Python opgesteld om op basis van deze curves de karakteristieken van de upconverter af te leiden.

De masterproef toont aan dat de upconverter met als actieve laag (PBT7-TH):(IEICO-4F), gespincoat aan 500 rpm (60 nm laagdikte), de beste EQE(OPV)-waarde heeft in het breed NIR-gebied. Deze bedraagt maximaal 45% bij een golflengte van 800 nm. De JV-curven van de upconverters bevestigen dat deze architectuur ook de beste stroomopwekking realiseert. Een bijkomende literatuurstudie toont aan dat ultrasoon spraycoaten (USC) een haalbare productietechniek is om upconverters op industriële schaal te produceren.