AbstractsBiology & Animal Science

Organische halfgeleiders vormen een interessante klasse van materialen omdat ze de veelzijdigheid en verwerkbaarheid van organische materialen combineren met de elektrische eigenschappen van anorganische halfgeleiders. Organische leds (OLEDs) en zonnecellen zijn voorbeelden van organische halfgeleiderdiodes. In dit onderzoek worden de eigenschappen van ladingstransport en recombinatie in zulke organische diodes onderzocht. Het wordt aangetoond dat defecten die het landingstransport hinderen, zogenaamde ladingsvallen, ook een belangrijke rol spelen in het recombinatieproces van ladingsdragers. Dit ladingsval-geassisteerde recombinatieproces resulteert typisch niet in de emissie van een foton en is derhalve een verliesmechanisme in OLEDs. Het effect van zulke ladingsvallen kan echter vermeden worden door specifiek ontworpen organische halfgeleiders met diepe energieniveaus te gebruiken. Door het gebruik van zulke materialen in organische zonnecellen wordt het ladingstransport vaak niet meer gehinderd door ladingsvallen en spelen deze ook geen rol in het recombinatieproces, hetgeen de prestaties van de zonnecel ten goede komt. Verder blijkt de recombinatiesnelheid van vrije ladingsdragers in organische zonnecellen sterk gereduceerd te zijn ten opzichte van de verwachte snelheid, wat eveneens de opwekking van elektrisch vermogen bevordert. In tegenstelling tot de verwachting vertoont de diffusie van ladingsdragers het klassieke gedrag volgens de Einstein relatie, ondanks de grote energetisch wanorde die organische halfgeleiders eigen is. Deze vinding kan de beschrijving van het elektrische gedrag van organische halfgeleiderdiodes vereenvoudigen.; Organic semiconductors form an interesting class of materials, because they combine the versatility and processability of organic materials and the electrical properties of inorganic semiconductors. Organic light-emitting diodes (OLEDs) and solar cells are examples of organic-semiconductor diodes. In this research, properties of charge transport and recombination in such organic diodes are investigated. It is demonstrated that defect sites that hinder charge transport, the so-called charge traps, also play a significant role in charge recombination. This trap-assisted recombination process typically does not result in the emission of a photon and is therefore a loss mechanism in OLEDs. However, charge trapping effects can be avoided when using specifically-designed organic semiconductors with deep energy levels. Due to the use of such materials in organic solar cells, charge transport is frequently trap free in those devices and trap-assisted recombination is shown to be absent in most cases, which is beneficial for the solar-cell performance. Furthermore, the recombination rate of free carriers in organic solar cells is demonstrated to be reduced up to several orders of magnitude as compared to the expected recombination rate, which also positively affects the electrical output power. Contrary to expectations, diffusive transport of charge carriers in organic semiconductors…