Die Organische Elektronik ist ein junges und sehr innovatives Technologiefeld, das funktionalisierte Polymere oder kleine organische Moleküle nutzt, um vielfältige technische Anwendungen zu realisieren. Neben Bausteinen für elektronische Schaltung können auch neuartige Leuchtdioden und Solarzellen aus Kunststoff, mit teilweise ganz neuen Eigenschaften (Transparenz, Flexibilität), realisiert werden.
Gerade im Bereich der Organischen Leuchtdioden (OLEDs) und der Organischen Photovoltaik (OPV) sind in den letzten zehn Jahren große Fortschritte erzielt worden. Effizienzen und Wirkungsgrade konnten jeweils um ein Vielfaches gesteigert werden. Das ermöglichte die Inbetriebnahme erster Pilotfertigungsanlangen deutscher Firmen, die damit die Technologieführerschaft in die diesen Bereichen gegenüber der asiatischen und amerikanischen Konkurrenz für sich beanspruchen und die gesamte Wertschöpfungskette abdecken.
Dennoch bestehen bislang Hemmnisse für die Technologie, die den Eintritt in den breiten Markt verhindern. Transparente Bauteile werden als ein mögliches Alleinstellungsmerkmal der Technologie betrachtet, welches für eine Kommerzialisierung einen entscheidenden Durchbruch erzielen kann. Hier sind preisgünstige Elektrodenmaterialien, welche gleichzeitig gute elektronische Eigenschaften aufweisen, von besonderer Bedeutung.
Ziel des kürzlich gestarteten Phoenix-Projekts ist die Erforschung der Herstellung transparenter Materialien auf Basis der Delafossitstruktur, welche für die elektrische Leitung sogenannter „Löcher“ gut geeignet sind. Dabei sollen die bestehenden Nachteile aktueller Verfahren, wie hohe Heiztemperatur oder Einschränkungen in der Substratwahl umgangen werden. Nach Abscheidung eines Ausgangsmaterials in Dünnschichtform mit festgelegter chemischer Zusammensetzung soll der anschließende Temperschritt bei 1000 °C ersetzt werden.
Ein neuer Ansatz wird verfolgt, in dem die Energie mit Hilfe eines Laserprozesses oder Elektronenstrahlprozesses eingebracht wird. Diese Energie soll eine Phasenumwandlung der amorphen Schicht bewirken. Die Zielstruktur ist ein Delafossit, CuAlO2.
Damit öffnen sich die Möglichkeiten, leitende transparente Schichten auf Displayglas abzuscheiden, umzuwandeln und den Forschungszweig der transparenten Elektronik voranzutreiben. Mögliche Anwendungen liegen in der Beleuchtungsindustrie bzw. der Displayherstellung. Auch Anwendungen im Photovoltaikbereich sind denkbar.
Die erwarteten Ergebnisse des Vorhabens adressieren verschiedene Branchen. Der Beleuchtungsindustrie eröffnen vollständig oxidische transparente Materialien neue Beleuchtungskonzepte. Weiterhin sind Anlagenhersteller für Fertigungslinien, Laserfirmen und Glasbeschichter adressiert. Aufgrund der Vielfältigkeit der Einsatzmöglichkeiten werden der Wirtschaftsstandort Deutschland gestärkt und neue Arbeitsplätze geschaffen.
Das Phoenix-Projekt am Fraunhofer Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST in Braunschweig wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen der Initiative „Wissenschaftliche Vorprojekte (WiVoPro)“ mit rund 300.000 Euro gefördert. Das Einzelprojekt ist Anfang Januar 2015 gestartet und wird Ende 2016 nach zweijähriger Laufzeit abgeschlossen werden.