Σύγχρονες ηλεκτρονικές διατάξεις με οργανικά ημιαγώγιμα υλικά.

Abstract

Στην παρούσα πτυχιακή παρουσιάζονται οι κλασσικές ηλεκτρονικές διατάξεις οι οποίες έχουν ξανασχεδιαστεί και λειτουργούν με οργανικά ημιαγώγιμα υλικά. Στο δεύτερο κεφάλαιο γίνεται συνοπτική περιγραφή των ηλεκτρονικών ιδιοτήτων των υλικών και της δομής της ύλης. Αναλυτικότερα παρουσιάζεται η δομή των ανόργανων ημιαγωγών, όπως είναι το διαδεδομένο σε όλους μας πυρίτιο και γερμάνιο. Στο τρίτο κεφάλαιο αναλύονται λεπτομερώς ηλεκτρονικά στοιχεία όπως είναι οι δίοδοι και τα τρανζίστορ. Παρουσιάζονται οι οικογένειες ψηφιακών κυκλωμάτων που κατασκευάζονται με τη χρήση αυτών των ηλεκτρονικών στοιχείων. Επίσης γίνεται βιβλιογραφική ανασκόπηση στο φωτοβολταϊκό φαινόμενο. Αναλυτικότερα περιγράφονται διάφοροι τύποι φωτοβολταϊκών στοιχείων τα οποία είναι κατασκευασμένα από τα μέχρι σήμερα διαδεδομένα και αξιόπιστα ημιαγώγιμα υλικά. Στο τέταρτο κεφάλαιο γίνεται περιγραφή και ανάλυση των οργανικών ηλεκτρονικών διατάξεων όπως είναι τα OFETs, OLEDs και τα OPVs. Η κατασκευή συσκευών μικροηλεκτρονικής με οργανικούς ημιαγωγούς όπως τρανζίστορς και φωτοεκπομποί δίοδοι οργανικών (FETs, OLEDs), αναπτύσσεται ταχύτατα τα τελευταία χρόνια. Οι οργανικές φωτοδίοδοι είναι πολύ λεπτές και εξοικονομούν ενέργεια, γι’ αυτό τελευταία έχουν ενσωματωθεί σε κινητά τηλέφωνα, κάμερες, τηλεοράσεις και σε πολλές άλλες ακόμα ηλεκτρονικές συσκευές. Ιδιαίτερη έμφαση δίνεται στις εφαρμογές των οργανικών τρανζίστορ (OFET), που αποτελούν και την πλέον εμπορική εφαρμογή. Όπως μαρτυρά η ιστορική εξέλιξή τους, η χρήση τους αυξάνεται συνεχώς, κυρίως στους τομείς της αναλυτικής χημείας και της μικροηλεκτρονικής. Τέλος αναλύονται τα οργανικά φωτοβολταϊκά OPVs. Τα ηλιακά κύτταρα από άμορφο ή πολυκρυσταλλικό πυρίτιο, που έχουν επικρατήσει σήμερα στην παγκόσμια αγορά των φωτοβολταϊκών συστημάτων, απαιτούν ιδιαίτερα μεγάλο χρόνο ενεργειακής και οικονομικής απόσβεσης λόγω του ιδιαίτερα μεγάλου κόστους κατασκευής. Σε αντίθεση, τα οργανικά (ή πλαστικά) φωτοβολταϊκά (ΦΒ) κύτταρα, που βασίζονται κυρίως σε αγώγιμα πολυμερή, παρουσιάζουν σημαντικά πλεονεκτήματα όπως το χαμηλό κόστος και η απλή διαδικασία παραγωγής αλλά και η δυνατότητα ανάπτυξης σε μεγάλες διαστάσεις.