L’Institut coréen des sciences des matériaux (KIMS) a annoncé qu’une équipe de recherche dirigée par les docteurs Dong-Chan Lim et So-Yeon Kim de la division de recherche sur les matériaux pour l’énergie et l’environnement a mis au point une technologie de matériaux en couches minces de nouvelle génération qui améliore considérablement la durabilité des dispositifs énergétiques et électroniques. Cette technologie, qui combine des matériaux organiques et inorganiques dans une structure à double couche, peut être appliquée aux cellules solaires et aux capteurs à base de film. Elle est particulièrement remarquable pour sa capacité à minimiser les contraintes physiques causées par le roulage ou le déroulage, ce qui améliore considérablement la durabilité mécanique.
Les dispositifs énergétiques et électroniques conventionnels présentent souvent des défauts au cours des processus de production de rouleau à rouleau ou dans les environnements d’utilisation de rouleaux. Ces problèmes sont particulièrement fréquents dans les matériaux à couches minces hétérogènes, où la délamination (séparation entre les couches) se produit facilement. Pour surmonter ces difficultés, l’équipe de recherche a mis au point un nouveau matériau à couches minces interfaciales et a résolu avec succès les problèmes de durabilité mécanique qui causaient auparavant des défauts lors de la production.
L’équipe a créé un matériau innovant à couche mince en recouvrant doublement des matériaux organiques mécaniquement flexibles et des matériaux inorganiques mécaniquement robustes. Ce matériau permet aux dispositifs flexibles de résister aux contraintes physiques et chimiques rencontrées dans divers environnements. Utilisé comme couche interfaciale entre les électrodes transparentes et les couches actives dans des applications telles que les cellules solaires et les écrans, le matériau améliore les propriétés de liaison entre les électrodes et les couches actives tout en renforçant simultanément la durabilité mécanique et chimique.
Le Dr Dong-Chan Lim, responsable du projet, a souligné les vastes applications industrielles de cette avancée.
« Cette technologie permet non seulement d’améliorer considérablement les rendements de production dans les processus de fabrication rouleau à rouleau utilisant des substrats souples à base de film, mais elle est également applicable à diverses industries en aval telles que l’énergie, les écrans et la robotique. Il s’agit d’une technologie clé qui peut augmenter le taux de localisation des matériaux et des composants essentiels, renforçant ainsi la compétitivité des industries critiques », a-t-il expliqué.
L’étude a fait l’objet d’une mention spéciale de la part de la rédaction dans Nature Communications pour sa contribution technologique exceptionnelle. Actuellement, l’équipe de recherche s’appuie sur les plus grandes installations pilotes coréennes de revêtement rouleau à rouleau et de fabrication de produits pour collaborer avec des partenaires industriels. Elle se concentre sur la sécurisation de la technologie d’impression continue pour les dispositifs énergétiques et électroniques enroulables et sur l’accélération de la commercialisation de cette technologie de pointe.
Cette recherche a été soutenue par le programme de développement des technologies fondamentales (programme de recherche STEAM) de la Fondation nationale de la recherche de Corée et le programme de développement des nanotechnologies et des matériaux (Platform-Type National Core Material Research Group), ainsi que par les initiatives de recherche fondamentale de la KIMS. Les résultats ont été publiés dans Nature Communications (premier auteur : Dr. Muhammad Zahanda) et dans le Chemical Engineering Journal (premier auteur : Nurul Kusuma, candidat au doctorat)
Article : « Enhancing physicochemical durability and photoelectronic performance beyond bendable large-area organic photoelectronic devices through tailored multilayer interface » – DOI : 10.1016/j.cej.2024.157958
Source : KIMS
