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Polymer solar cells have many intrinsic advantages such as low material and manufacturing
costs, flexibility and light weight. Recently, polymer tandem solar cells have attracted
significant attention due to their potential to achieve higher performance than single cells. This
trend article intends to provide the latest progress in polymer tandem solar cell technology with
a focus on the materials both active layer materials and interfacial materials for sub-cell
interconnection. Following an introduction of the structure and current status of polymer
tandem solar cells, wide and low band-gap polymers which have been or could be used for
tandem solar cells will be reviewed. Equally critical for polymer tandem solar cells is the
interconnecting layer consisting of p- and n-type interfacial layers, which will also be briefly
discussed in this review. Finally, as the measurement of the tandem solar cells is more
complicated than that of single solar cells, this article will also address polymer tandem solar
cell measurement issues.

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Polyerahas achieved a certified world record efficiency of 6.4% for fully-polymeric organic solar cells . This result was obtained in an inverted bulk heterojunction architecture combining Polyera new ActivInk® PV2400 polymeric donor and NV2400 polymeric acceptor semiconductors. These results improve upon Polyera's previous world record of 5.2%. Prior to Polyera's recent achievements, the efficiencies for fully-polymeric cells had been around 3% (uncertified). The all-polymer device record performance was certified by NREL.

The results are important for demonstrating the potential of eliminating traditionally used fullerene-based acceptor materials, which have several drawbacks including high cost, difficulties in large-scale production, morphology instabilities and poor light absorption. “While the best performing [organic solar] cells continue to use fullerenes, based on our latest results and our current understanding, we believe that, in the future, non-fullerene acceptors will enable higher efficiencies and better stability than can currently be achieved with fullerene-based cells. Such non-fullerene, polymeric acceptors will also be important to tailor the photoactive blend absorption spectrum, which is of critical importance in the rapidly developing field of tandem OPV” said Dr. Antonio Facchetti, co-founder and CTO of Polyera. "We'd also like to thank the team at NREL, and particularly Dana Olson, for their support in this critical area of research and in additional studies using their unique interlayers." [Source]

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Difficile pour un biologiste de croire à une image qui montre le noyau d’une cellule vivante totalement déformé. C’est pourtant l’image qu’une équipe de l’Institut de science des matériaux de Mulhouse (IS2M-CNRS/Université de Haute-Alsace), emmenée par Karine Anselme, a produite dans des travaux menés sur le comportement de cellules cancéreuses vis-à-vis de matériauxmodèles microstructurés. Après de premiers résultats parus en 2009 dans la revue Advanced Materials(*), l’équipe va plus loin avec des travaux parus dans la revue Biomaterials d’avril 2013 qui décrivent la manière dont ces noyaux de cellule se déforment.

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Singlet exciton fission transforms a molecular singlet excited state into two triplet states, each with half the energy of the original singlet. In solar cells, it could potentially double the photocurrent from high-energy photons. We demonstrate organic solar cells that exploit singlet exciton fission in pentacene to generate more than one electron per incident photon in a portion of the visible spectrum. Using a fullerene acceptor, a poly(3-hexylthiophene) exciton confinement layer, and a conventional optical trapping scheme, we show a peak external quantum efficiency of (109 T 1)% at wavelength l = 670 nanometers for a 15-nanometer-thick pentacene film. The corresponding internal quantum efficiency is (160 T 10)%. Analysis of the magnetic field effect on photocurrent suggests that the triplet yield approaches 200% for pentacene films thicker than 5 nanometers.

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Originally unveiled at the Consumer Electronics Show(CES) 2012, the company brought its televisions to the Korean market in January 2013. The company expects to sell substantial numbers of the OLED devices over the next two years, despite the initial low numbers, reports What HiFi. The televisions went on pre-order in the UK in March 2013, and are expected to come to other European and US markets during the year.

The company is also working on curved OLED televisions, launched at this year's CES.

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Flexible display developer Plastic Logic recently invited +Plastic Electronics to view some of its demonstrators at an event in London.

Among the applications were an ultra-thin display, tiled displays, and a thin, flexible watch. All demonstrators made use of the company's plastic transistor backplane technology. While some devices still required large non-integrated power modules, the potential for the technology is clear.

See our video report on the demonstrators here.

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Les chercheurs de l'Institut Carnot Cirimat (1) (CNRS/Université de Toulouse III - Paul Sabatier) en collaboration avec des équipes américaines, ont préparé un matériau d’électrode à base d’oxyde Nb₂O₅ nanométrique combinant deux propriétés respectives de certains supercondensateurs et des batteries Li-on : une vitesse de diffusion rapide des ions (charge/décharge rapide) et un stockage de l’énergie dans le volume entier (plus grande capacité de charge). Cette double propriété est permise ici par un phénomène appelé pseudo-intercalation. Des électrodes épaisses (jusqu’à 40 µm) réalisées avec du T- Nb₂O₅ offrent ainsi la perspective d’exploiter le mécanisme de pseudo-intercalation pour obtenir des systèmes de stockage de l’énergie pouvant se charger ou se décharger en quelques minutes. Ces travaux, issus du Réseau de stockage électrochimique de l’énergie, paraissent dans la revue Nature Materials le 15 avril 2013.

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Copolymères triblocs BAB polyanioniques, électrolyte des batteries au lithium métal de demain ?

Dans le domaine des batteries au lithium métal, les enjeux en terme de sécurité, et la nécessité d’augmenter la densité d'énergie, impliquent le développement de «nouvelles chimies » pour les matériaux actifs des électrodes mais aussi pour l’électrolyte. Des chercheurs du Laboratoire MADIREL (Matériaux Divisés, Interfaces, Réactivité, Electrochimie, UMR CNRS / Université Aix-Marseille) viennent de mettre au point un nouvel électrolyte polymère qui permet d’améliorer ses propriétés mécaniques, sa conductivité ionique et le nombre de transport des ions lithium, ce qui rend ce nouveau matériau très attractif pour la prochaine génération de batteries.

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Produire des nanoparticules poreuses de taille contrôlée représente un enjeu considérable, dans le domaine de la santé par exemple, pour le transport des médicaments. Les chercheurs du laboratoire de chimie de l’ENS de Lyon (ENS de Lyon / CNRS  / Université Claude Bernard Lyon 1), en collaboration avec un laboratoire de l’Université Normale de Chine Orientale et un laboratoire de Londres,ont réussi à maîtriser leur synthèse en silice pure avec des formes de pores contrôlables selon un procédé permettant une production à grande échelle. Leur distribution de taille est très étroite autour de 100 nm soit une taille idéale pour de multiples applications. Ces résultats font l’objet d’une publication dans le Journal of the American Chemical Society.

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Une nouvelle méthode basée sur l’utilisation de réacteurs microfluidiques (microréacteurs) vient d’être mise au point pour contrôler l’assemblage de nanoparticules inorganiques. Des chercheurs du laboratoire Physico-chimie des Electrolytes, Colloïdes et Sciences Analytiques (CNRS / Université Pierre et Marie Curie / ESPCI) viennent de proposer une nouvelle méthode basée sur l’utilisation de réacteurs microfluidiques (microréacteurs) opérant dans des régimes d’écoulements laminaires pour contrôler l’assemblage de nanoparticules inorganiques en vue de l’élaboration d’un « laboratoire multifonctionnel sur nanoparticule ». Des nanoparticules de silice (SiO2) fluorescentes chargées positivement, des nanoparticules magnétiques (g-Fe2O3)  et des nanoparticules d’or plasmoniques (Au)(couplages entre lumière et champ électrique) chargées positivement ont été choisies comme les briques élémentaires pour l’assemblage de ce nano-laboratoire fluorescent, magnétique et plasmonique.  Le choix des briques élémentaires est motivé par leur utilisation courante dans divers domaines allant de l’imagerie à la catalyse, mais également dans le domaine biomédical. Deux microréacteurs obtenus par gravure dans le verre qui peuvent être connectés ou non en série ont ensuite été utilisés. En jouant sur les débits des différentes suspensions colloïdales de briques élémentaires, les chercheurs ont pu faire varier le mélange diffusif aux interfaces des fluides et ainsi moduler les architectures finales des nano assemblages avec une grande précision, dans des temps très courts (1 à 2 minutes) inaccessibles par chimie « classique ». Ce travail ouvre des perspectives quant au rôle de l’hydrodynamique pour moduler la formation des assemblages de nanoparticules inorganiques dans ces réacteurs microfluidiques.

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D'ici à 2020, la France doit doubler la part des énergies renouvelables qu'elle utilise dans sa consommation globale d'énergie. Mais, pour les trois principales alternatives au pétrole, un défi technologique se pose : parvenir à les stocker. Tour d'horizon des promesses et des limites respectives de l'électricité , de la chaleur et de l'hydrogène...

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Les limites de miniaturisation des composants électroniques pourraient être plus éloignées que ce que l'on pensait. Une équipe du Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS–CNRS, Toulouse) et de l'Institut d'électronique, de microélectronique et de nanotechnologie (CNRS/Université Lille1/Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambresis/Isen) viennent de construire un transistor de taille nanométrique au comportement exceptionnel pour un dispositif de cette dimension. Pour y parvenir, les chercheurs ont conçu une architecture originale en trois dimensions composée d'un réseau vertical de nanofils dont la conductivité est contrôlée par une grille de seulement 14 nm de longueur. Ces résultats, publiés dans la revue Nanoscale, ouvrent la voie à des alternatives aux structures planaires des microprocesseurs et des mémoires actuels. Ces transistors 3D permettraient ainsi d'accroître la puissance des dispositifs microélectroniques.

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RS2E lance son nouveau site web

Le réseau pour le stockage électrochimique de l'énergie (RS2E) est une structure de recherche intégrée composée de différentes organisations complémentaires : la recherche en amont (acteurs de la recherche académique), le prototypage (organismes de recherche scientifique et technologique finalisée) et la pré-industrialisation (création d’un club d’industriels Français) dont le programme scientifique cherche à répondre aux problèmes d’approvisionnement et la gestion de l’énergie d’aujourd’hui, et anticiper ceux de demain.

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La miniaturisation des composants électroniques est en train d'atteindre une limite physique. Si la solution de l'assemblage en trois dimensions permettrait de gagner sur l'encombrement spatial, la fabrication des connections électriques dans ces nouveaux dispositifs reste un défi technologique. Des biologistes et physiciens du CEA, du CNRS, de l'Université Joseph Fourier et de l'Inra à Grenoble ont mis au point un système de connexions auto-assemblées, grâce à des filaments d'actine , pour ces structures microélectroniques en 3D. Une fois rendus conducteurs, ces filaments d'actine permettent de connecter entre eux les différents composants d'un système. Ces résultats sont publiés dans la revue Nature Materials du 10 février 2013.

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Des chimistes et des physiciens ont synthétisé des anneaux nanométriques conduisant le courant électrique. Ces anneaux se comportent comme des résonateurs quantiques pour les électrons, qui eux-mêmes se comportent alors comme des ondes délocalisées le long des anneaux.

L’étude de la transmission du courant électrique par des nanofils ou nanorubans est actuellement un domaine extrêmement actif. Pour la première fois, des physiciens et chimistes de l’Institut de physique et chimie des matériaux de Strasbourg - IPCMS (CNRS / Université de Strasbourg) et du laboratoire de chimie des polymères (CNRS / UPMC) ont synthétisé des anneaux de nanofils dans lesquels l’onde quantique électronique est totalement délocalisée. Les mesures énergétiques et la visualisation de ces ondes par microscopie par effet tunnel (STM) ont montré que ces anneaux se comportent comme des résonateurs. En analysant les résonances de manière détaillée, les chercheurs ont montré que la modélisation de la longue molécule par un fil est insuffisante. Cette dernière est un ruban aplati, et les résonances électroniques sont semblables aux « modes de galerie », une structure de modes bien connue pour les ondes acoustiques ou optiques, mais qui n’avait pas encore été observée avec des ondes électroniques. Ce travail fait l’objet d’une publication dans la revue Physical Review Letters.

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Le projet Graphène a été retenu le 28 janvier 2013 par la Commission européenne comme l'un des deux premiers « FET Flagships » lancés à ce jour : d'une ampleur sans précédent, ces projets phare européens de recherche devraient bénéficier chacun d'une dotation d'un milliard d'euros au cours des dix prochaines années. L'objectif de ce projet est de développer les applications du graphène, et plus largement de la famille des matériaux bidimensionnels, de révolutionner ainsi de nombreuses industries et de générer à la fois croissance économique et emploi en Europe. La France sera, par le volume des activités de recherche conduites, le premier contributeur scientifique du projet durant sa phase de lancement.

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Des chercheurs du département de Chimie de l’Ecole Normale Supérieure (CNRS / ENS / UPMC) en collaboration avec trois autres équipes (1) ont mis au point une nouvelle méthode permettant de contrôler, à l’aide de nanoparticules magnétiques, l’activation spatiotemporelle de cascades de signalisation biochimiques essentielles aux processus morphogénétiques cellulaires. Cette nouvelle technique pourrait potentiellement s’appliquer à une grande variété de problématiques incluant la compréhension de la division d’une cellule. Ce travail a été publié dans le journal Nature Nanotechnology (21 Janvier 2013).

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La conception de nanoparticules pour la délivrance de molécules thérapeutiques vers un organe, un tissu ou une cellule malade, représente un enjeu majeur dans le domaine de la nanomédecine. Dans ce contexte, les chercheurs de l’Institut Galien Paris-Sud à Châtenay-Malabry (CNRS / Université Paris-Sud) ont développé une nouvelle famille de nanoparticules biocompatibles à forte activité anticancéreuse. Ils sont parvenus à faire croître, de manière contrôlée et ajustable, de courtes chaînes de polyisoprène à partir de molécules anticancéreuses, pour former des composés qui s’auto-assemblent sous forme de nanoparticules biologiquement actives in vivo. Ces résultats sont publiés dans la revue Angewandte Chemie.

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La similarité structurale entre les nanotubes de carbone, cylindres composés d’un feuillet de graphène replié sur lui-même ou enroulé en plusieurs couches concentriques, et les fibres d’amiante, a généré de sérieuses préoccupations quant à leur potentielle toxicité. Ceci a conduit à proposer de stopper l’utilisation de ces nanomatériaux pour différentes applications, y compris dans le domaine biomédical. L’étude menée par l’équipe d’Alberto Bianco (Laboratoire d’Immunopathologie et Chimie Thérapeutique/ CNRS), le groupe de Kostas Kostarelos (Ecole de Pharmacie, Londres, Royaume-Uni) et de Maurizio Prato (Université de Trieste, Italie) vient de montrer que la réactivité similaire à l’amiante et la pathogénicité qui ont été décrites pour ces longs nanotubes peuvent être totalement atténuées grâce à une fonctionnalisation chimique adéquate qui permet de les désagréger et réduire de manière significative leur longueur qui est à l’origine de cette toxicité.

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Auto-assemblage des polymères: éteindre des interactions pour mieux en activer d’autres

Les chercheurs du Laboratoire de chimie des polymères organiques (LCPO – CNRS/Université de Bordeaux 1/ENSCBP) ont mis au point des nano-particules dont la morphologie est proche de structures virales et qui se forment par auto-organisation sous l’influence de l’activation et la désactivation des interactions électrostatiques et du caractère hydrophobe des entités en jeu. Ces travaux qui offrent une nouvelle technique dans le développement des structures supramoléculaires, sont parus dans la revue Journal of American Chemical Society.

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Le programme P2N se propose de renforcer l'excellence nationale dans le domaine de la micro et nano-ingénierie des technologies de base jusqu'aux systèmes, et d'accélérer le transfert technologique des nouvelles connaissances vers les entreprises françaises afin de mieux bénéficier des extraordinaires potentialités offertes par le secteur des nanotechnologies.

Ainsi, le programme P2N se propose d'exploiter les propriétés et effets apparaissant aux dimensions nanométriques dans des micro et nanosystèmes nécessitant un niveau élevé d'intégration et dédiés aux secteurs applicatifs.

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Organic light-emitting diodes (OLEDs) are a rapidly developing technology with high innovation potential for displays, lighting, and further applications. Critical issues for current research remain the extension of lifetimes and, related to this aim, a deeper understanding of degradation processes in OLEDs. In the present work, we used the charge-based deep level transient spectroscopy technique to investigate changes in the charge transport in OLEDs induced by electrical aging. Both trap states capturing electrons and holes, respectively, were detected. Temperature-dependent measurements enabled estimating the depth of the trap states for electrons. Comparison of spectra of electrically aged and undriven devices revealed that aging seemed to increase the density of traps but did not lead to the occurrence of new types of trap states. Furthermore, experiments with different voltage pulses to fill the charge carrier trap states allowed conclusions on age-induced changes of the injection barrier for holes.

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Stability of polymer solar cells (PSCs) is critically important for PSCs to be commercialized. The performance deterioration of PSCs arises mainly from macrophase separation of the finely tuned nanoscale morphology of donor–acceptor blends, photo-degradation of active layer materials, and oxidative degradation of donor polymers due to diffusion of oxygen and water molecules from the interlayer/electrode. In this article, the degradation mechanisms of various types of active layer materials are discussed and the methods how to protect the active layer materials from degradation to stabilize the device performance of PSCs are extensively discussed based on recent publications.

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Having launched the technology at the Consumer Electronics Show, Las Vegas, US, in January 2012, the televisions have since been the subject of rumours about delay and possible cancellation of the project. LG has also been involved in a patent dispute, and industrial espionage case, with rival Samsung, which is also planning the launch of its own 55-inch televisions. LG's television will cost around KRW11 million (€8,000), placing it into a niche market. However, the price compares with the launch, in 2005, of the largest production ready LCD television by Sharp, which cost $15,000 (€11,500) when standard size units were priced around $1,500, 10% of the larger device's price. OLED costs are expected to come down, and will be affordable by 2015, according to market research company DisplaySearch. In August 2012, LG launched an 84-inch Ultra Definition LCD television, with a price of $22,000.

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Broadband photodetection is achieved by integrating three electron donor materials with complementary absorption into an organic photodetector (OPD). While a single donor-acceptor heterojunction can show broadband response, the spectral tunability is intrinsically limited to the absorption profiles of the active materials. Here, we demonstrate broadband OPDs consisting of multiple bulk heterojunctions arranged in tandem. These OPDs show high responsivity under moderate reverse bias from the ultraviolet to the near-infrared. By combining materials with complementary absorption in a tandem OPD, we demonstrate that the response from each band can be separately tuned with manipulation of the heterojunction thicknesses or composition.

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Here we summarize recent progress in the development of electrolyte-gated transistors (EGTs) for organic and printed electronics. EGTs employ a high capacitance electrolyte as the gate insulator; the high capacitance increases drive current, lowers operating voltages, and enables new transistor architectures. Although the use of electrolytes in electronics is an old concept going back to the early days of the silicon transistor, new printable, fast-response polymer electrolytes are expanding the potential applications of EGTs in flexible, printed digital circuits, rollable displays, and conformal bioelectronic sensors. This report introduces the structure and operation mechanisms of EGTs and reviews key developments in electrolyte materials for use in printed electronics. The bulk of the article is devoted to electrical characterization of EGTs and emerging applications.

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A convention centre for the École Polytechnique Fédérale de Lausanne(EPFL) - where dye solar cell (DSC) technology has its origins - will include a glass façade featuring 300 sq m of integrated cells.

The solar glass will be installed during construction in September-October 2013. The project will exploit the efforts of a range of Swiss partners, including Lausanne-based architect firm Richter-Dahl Rocha & Associates, glass and façade specialists as well as DSC developer and producer Solaronix.Romande Energie, the main electricity provider for the French-speaking part of Switzerland, is leading the project and financing the cost of the DSC façade, which costs more than conventional decorative glass.

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We present a design concept of thin-film organic solar cells using a photonic crystal as the electrode. Through the excitation of optical Tamm states (OTSs), the proposed photonic crystal based organic solar cells (PC-OSCs) exhibit a broad-band absorption enhancement owing to the abnormal refractive index variation of the active layer. The overall absorptivity can be increased by ∼35% compared with that of the optimized conventional planar OSC. Remarkably, our easily manufactured planar PC-OSC exhibits almost the same overall absorptivity as the optimized conventional corrugated OSC. The excellent performance comes from the achievement of OTS for both transverse-magnetic and transverse-electric polarized enhanced absorption.

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In the last ten years, the highest efficiency obtained from organic photovoltaics (OPVs), such as bulk heterojunction polymer:fullerene solar cells, has risen from 2.5 to 11 %. This rapid progress suggests that the commercialization of OPVs should be realized soon if we can solve some technical issues. The advances in the development of OPVs can be attributed to four fronts: (i) a better understanding of the mechanism of photon-to-electron conversion; (ii) new materials with tailored energy levels and solubility; (iii) new processing approaches to induce optimal microstructures in the active layer; and (iv) new device architectures with novel interfacial layers. Herein, we review the materials, the microstructures of the active layers, the device structures, the interfacial layers that have been developed recently for OPVs, and provide future perspectives for this promising technology.

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Solution processibility is a unique advantage of organic semiconductors, permitting the low-cost production of flexible electronics under ambient conditions. However, the solution affinity to substrate surfaces remains a serious dilemma; liquid manipulation is more difficult on highly hydrophobic surfaces, but the use of such surfaces is indispensable for improving device characteristics. Here we demonstrate a simple technique, which we call ‘push coating’, to produce uniform large-area semiconducting polymer films over a hydrophobic surface with eliminating material loss. We utilize a poly(dimethylsiloxane)-based trilayer stamp whose conformal contact with the substrate enables capillarity-induced wetting of the surface. Films are formed through solvent sorption and retention in the stamp, allowing the stamp to be peeled perfectly from the film. The planar film formation on hydrophobic surfaces also enables subsequent fine film patterning. The technique improves the crystallinity and field-effect mobility of stamped semiconductor films, constituting a major step towards flexible electronics production.

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The solution-processability of organic photodetectors allows a straightforward combination with other materials, including inorganic ones, without increasing cost and process complexity significantly compared with conventional crystalline semiconductors. Although the optoelectronic performance of these organic devices does not outmatch their inorganic counterparts, there are certain applications exploiting the benefit of the solution-processability. Here we demonstrate that the small pixel fill factor of present complementary metal oxide semiconductor-imagers, decreasing the light sensitivity, can be increased up to 100% by replacing silicon photodiodes with an organic photoactive layer deposited with a simple low-cost spray-coating process. By performing a full optoelectronic characterization on this first solution-processable hybrid complementary metal oxide semiconductor-imager, including the first reported observation of different noise types in organic photodiodes, we demonstrate the suitability of this novel device for imaging. Furthermore, by integrating monolithically different organic materials to the chip, we show the cost-effective portability of the hybrid concept to different wavelength regions.

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En 8 à 12 pages par mois, cette lettre a pour objectif de mettre à la disposition de ses abonnés une sélection des faits marquants et des informations pertinentes dans le domaine de l’énergie solaire photovoltaïque et des sujets afférents : solaire thermique, énergies renouvelables, environnement, climat, etc.

Notre démarche consiste à classer et mettre en lumière, pour les décideurs et les opérateurs du
secteur, les points importants ou nouveaux publiés dans la presse spécialisée ou les outils de communication des organismes et institutions nationales, européennes et internationales (News letters, sites WEB, rapports, etc.).

Ainsi chaque mois, pour les cinq continents, vous trouverez des informations concernant :

> Programmes et budgets photovoltaïques nationaux et internationaux, nouvelles réglementations, tarifications, et standards
> Actions et  initiatives de l’UE, de la Banque mondiale, du PNUE, etc.
> Nouveaux programmes, projets dans les PVD
> Technologies, R&D, nouveaux records, actualité des laboratoires
> Vie des compagnies, nouveaux produits, fabricants, distributeurs, etc.
> Nouvelles locales
> Événements et futures manifestations importants…

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Materials scientists have developed a simple, robust way to fabricate carbon-free and polymer-free, lightweight colloidal films for lithium-ion battery electrodes, which could greatly improve battery performance.

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Biological organisms, when faced with a difficult environment, take advantage of the process of mutation. Benefi cial mutations can help to optimize a known survival strategy or even reveal a new one. In solar cell research, a similar process is occurring. Solar cells must continue to improve in effi ciency and cost if they are to thrive as a viable energy technology. Through the implementation of variations on known device architectures, “mutant” solar cells are leading not only to important incremental improvements but also to surprising new approaches.

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Stanford University scientists have built the first solar cell made entirely of carbon, a promising alternative to the expensive materials used in photovoltaic devices today

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South Korean scientists have copied the structure of a firefly's underbelly to create what they say is an improved and cheaper LED lens.

They hope the discovery will one day be used in smartphones, televisions and other devices.

In a paper published in the Proceedings of the National Academy of Sciences journal ("Biologically inspired LED lens from cuticular nanostructures of firefly lantern"), the scientists describe how they were inspired by the firefly, a bright and efficient source of natural light.

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A team of physicists from Europe and South Africa showed that electrons moving randomly in graphene can mimic the dynamics of particles such as cosmic rays, despite travelling at a fraction of their speed, in a paper about to be published in EPJ B

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Fuel cells, which convert fuel directly into electricity without burning it, promise a less polluted future where cars run on pure hydrogen and exhaust nothing but water vapor. But the catalysts that make them work are still "sluggish" and worse, expensive.

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Silver nanoparticles can have a severe environmental impact if their utilisation in clothing continues to increase. If everyone buys one silver nanoparticle-treated sock a year, the silver concentration in waste water treatment plant sludge can double. If the sludge is subsequently used as fertilizer, the silver can cause long-term damage to agricultural land. These are the results of a study conducted at Chalmers University of Technology.

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The refractive index is the property of a material that changes the speed of light and describes how light propagates through the material. The refractive index is an important property of solar cells – the higher it is, the more incident light gets reflected and is not converted to a photocurrent. Air, for instance, has a low refractive index very close to 1.0; but silicon, still the most common material used in today's commercial solar cells, has a high refractive index which causes more than 30% of incident light to be reflected back from the surface of the silicon crystals.

Solar cell manufacturers have therefore developed various kinds of antireflection coatings to reduce the unwanted reflective losses. The purpose of these optical thin-films is to minimize the differences in the refractive indices between the ambient medium and the solar cells (or other optoelectronic devices)...In new work, reported in the October 16, 2012 online edition of Advanced Functional Materials ("Nanoparticle Stacks with Graded Refractive Indices Enhance the Omnidirectional Light Harvesting of Solar Cells and the Light Extraction of Light-Emitting Diodes"), Chen and his team have not only demonstrated this advantageous feature but also provided a strategy for optimizing the types and sizes of nanoparticles for use in both solar cells and LEDs.

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Researchers from the NIST Center for Nanoscale Science and Technology have developed on-chip optomechanical sensors for atomic force microscopy (AFM) that extend the range of mechanical properties found in commercial AFM cantilevers, potentially enabling the use of this technology to study a wide variety of physical systems ("Wide cantilever stiffness range cavity optomechanical sensors for atomic force microscopy").

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Scientists have utilized the imaging capabilities of the Cornell High Energy Synchrotron Source (CHESS) to help develop enhanced light-emitting diode displays using bottom-up engineering methods.

Collaborative work between researchers from the University of Florida and CHESS has resulted in a novel way to make colloidal "superparticles" from oriented nanorods of semiconducting materials. The work was published in the journal Science, ("Self-Assembled Colloidal Superparticles from Nanorods").

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University of California, Davis, researchers for the first time have looked inside gallium manganese arsenide, a type of material known as a "dilute magnetic semiconductor" that could open up an entirely new class of faster, smaller devices based on an emerging field known as “spintronics.”

Materials of this type might be used to read and write digital information not by using the electron’s charge, as is the case with today’s electronic devices, but by using its "spin."

 

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Pour la première fois, un assemblage de milliers de nano-machines capables de produire un mouvement de contraction coordonné s'étendant jusqu'à une dizaine de micromètres, à l'instar des mouvements des fibres musculaires, a été réalisé par une équipe de l'Institut Charles Sadron du CNRS. Ces travaux novateurs menés par Nicolas Giuseppone, professeur à l'Université de Strasbourg, et impliquant des chercheurs du Laboratoire de matière et systèmes complexes (CNRS/Université Paris Diderot), valident expérimentalement une approche biomimétique conceptualisée depuis plusieurs années dans le domaine des nanosciences. Ils permettent d'envisager de très nombreuses applications en robotique, en nanotechnologie pour le stockage d'information, dans le domaine médical comme la réalisation de muscles artificiels ou pour concevoir d'autres matériaux incorporant des nano-machines (dotés de nouvelles propriétés mécaniques). Ces travaux viennent de paraître sur le site de la revue Angewandte Chemie International Edition.

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While most nanoparticles under development as drug delivery vehicles are spheres, a growing body of research suggests that cylindrical nanoparticles would perform even better at the twin goal of surviving in the blood stream long enough to reach their intended target and penetrating the cell wall to deliver their therapeutic payload inside of tumor cells where it is most needed. A team of investigators at the Northwestern University Center of Cancer Nanotechnology Excellence (Northwestern CCNE) has invented a cylindrical nanofilament structure that significantly reduces tumor growth in an animal model of breast cancer.

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A team of researchers from the University of Florida department of chemistry has developed a new technique for growing new materials from nanorods.

terials with enhanced properties engineered from nanostructures have the potential to revolutionize the marketplace in everything from data processing to human medicine. However, attempts to assemble nanoscale objects into sophisticated structures have been largely unsuccessful. The UF study represents a major breakthrough in the field, showing how thermodynamic forces can be used to manipulate growth of nanoparticles into superparticles with unprecedented precision.

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Diseases of the brain are notoriously challenging to treat, in large part because of the difficulty in getting therapeutic agents across the blood-brain barrier. Researchers from the Johns Hopkins Center of Cancer Nanotechnology Excellence (Hopkins CCNE) report they are one step closer to a drug-delivery system flexible enough to overcome some key challenges posed by brain cancer and other maladies affecting the brain.

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In a key step toward creating a working quantum computer, Princeton researchers have developed a method that may allow the quick and reliable transfer of quantum information throughout a computing device

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Researchers from the US Naval Research Laboratory (NRL) discovered a way to use graphene as an extremely thin "tunnel barrier" to conduction. This could be very useful for Spintronics devices. The researchers have shown that graphene can serve as an excellent tunnel barrier when current is directed perpendicular to the plane of carbon atoms. The spin polarization of the current is also preserved by the tunnel barrier.

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Une équipe rassemblant des chercheurs d'IBM, du CNRS et du Centro Singular de Investigación en Quimica Biológica y Materiales Moleculares (CIQUS) de l'Université Santiago de Compostella sont parvenus par microscopie à force atomique (AFM) à distinguer les caractéristiques des liaisons entre les atomes dans des molécules. Ce tour de force ouvre de nombreuses perspectives sur la caractérisation des molécules, de leur structure ou encore de leur réactivité et promet de nombreuses applications pratiques...

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Un effort dans le développement interdisciplinaire de procédés et de substrats organiques adaptés à l'électronique et aux techniques de fabrication, mais également un renforcement des pôles existants et du transfert de technologies, constituent les axes forts du développement de ce domaine de recherche outre-Rhin.

Le document propose ainsi de tracer un panorama du développement de l'électronique organique en Allemagne et d'introduire une partie comparative sur la France

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L'Institut technologique de Karlsruhe (KIT, Bade-Wurtemberg) et l'entreprise M+W Group (Stuttgart, Bade-Wurtemberg) ont signé un accord posant les bases d'une coopération en recherche visant à réduire la consommation en énergie et en matériaux pour la production de batteries lithium-ion. Ces gains permettront ainsi de diminuer le coût de telles batteries...

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If quantum computers are ever going to perform all those expected feats of code-breaking and number crunching, then their component qubits -- tiny ephemeral quantum cells held in a superposition of internal states -- will have to be protected from intervention by the outside world.

In other words, decoherence, the loss of the qubits' quantum integrity, has to be postponed. Now theoretical physicists at the Joint Quantum Institute (JQI) and the University of Maryland have done an important step forward to understand qubits in a real-world setup...

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Carbon nanotubes offer a powerful new way to detect harmful gases in the environment. However, the methods typically used to build carbon nanotube sensors are hazardous and not suited for large-scale production.

A new fabrication method created by MIT chemists — as simple as drawing a line on a sheet of paper — may overcome that obstacle. MIT postdoc Katherine Mirica has designed a new type of pencil lead in which graphite is replaced with a compressed powder of carbon nanotubes. The lead, which can be used with a regular mechanical pencil, can inscribe sensors on any paper surface.

The sensor, described in the journal Angewandte Chemie, detects minute amounts of ammonia gas, an industrial hazard. Timothy Swager, the John D. MacArthur Professor of Chemistry and leader of the research team, says the sensors could be adapted to detect nearly any type of gas...

 

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EU-funded scientists made important advances in characterising the molecular structure and function of compounds involved in chemical reactions of particular relevance to fuel cell technology.

European scientists sought to systematically characterise factors affecting activity and selectivity of nanocrystalline oxide electrodes with EU funding of the ‘Nanocrystalline oxides for selective oxidative electrocatalysis’ (NOSOE) project.

In particular, the NOSOE consortium sought to elucidate the mechanisms and active sites (where the catalyst binds the reactant(s)) of oxide electrocatalysts. Knowledge of catalyst action along with the use of advanced synthetic approaches could lead to the development of a new class of oxide-based electrocatalytic materials with controlled activity and selectivity...

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Nano-ribbons of silicon configured so the atoms resemble chicken wire could hold the key to ultrahigh density data storage and information processing systems of the future.

This was a key finding of a team of scientists led by Paul Snijders of the Department of Energy's Oak Ridge National Laboratory. The researchers used scanning tunneling microscopy and spectroscopy to validate first principle calculations -- or models -- that for years had predicted this outcome. The discovery, detailed in New Journal of Physics, validates this theory and could move scientists closer to their long-term goal of cost-effectively creating magnetism in non-magnetic materials...

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Berkeley Lab Researchers Unlock Ferromagnetic Secrets of Promising Materials

Materials drawing a lot of attention for spintronic applications are dilute magnetic semiconductors – normal semiconductors to which a small amount of magnetic atoms is added to make them ferromagnetic. Understanding the source of ferromagnetism in dilute magnetic semiconductors has been a major road-block impeding their further development and use in spintronics. Now a significant step to removing this road-block has been taken

A multi-institutional collaboration of researchers led by scientists at the U.S. Department of Energy’s Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab), using a new technique called HARPES, for Hard x-ray Angle-Resolved PhotoEmission Spectroscopy, has investigated the bulk electronic structure of the prototypical dilute magnetic semiconductor gallium manganese arsenide. Their findings show that the material’s ferromagnetism arises from both of the two different mechanisms that have been proposed to explain it...

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A new approach that allows objects to become “invisible” has now been applied to an entirely different area: letting particles “hide” from passing electrons, which could lead to more efficient thermoelectric devices and new kinds of electronics.

The concept — developed by MIT graduate student Bolin Liao, former postdoc Mona Zebarjadi (now an assistant professor at Rutgers University), research scientist Keivan Esfarjani, and mechanical engineering professor Gang Chen — is described in a paper in the journal Physical Review Letters...
 

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There’s a new contender in the race to find an inexpensive alternative to platinum catalysts for use in hydrogen fuel cells. Brown University chemist Shouheng Sun and his students have developed a new material — a graphene sheet covered by cobalt and cobalt-oxide nanoparticles — that can catalyze the oxygen reduction reaction nearly as well as platinum does and is substantially more durable.

The new material “has the best reduction performance of any nonplatinum catalyst,” said Shaojun Guo, postdoctoral researcher in Sun’s lab and lead author of a paper published today in the journal Angewandte Chemie International Edition ("Co/CoO Nanoparticles Assembled on Graphene for Electrochemical Reduction of Oxygen")...

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Depuis de nombreuses années, les cellules photovoltaïques ne cessent de s'améliorer et leur installation dans le parc énergétique mondial s'accélère au fur et à mesure des nouvelles prouesses technologiques. Les fermes solaires jouissent notamment d'une forte popularité. S'il est en effet possible de produire de grandes quantités d'électricité en utilisant une grande surface, pourquoi ne pas en produire une petite quantité avec une petite surface ? C'est de cette problématique que part la société Taiyo Yuden, qui compte commercialiser dès 2015 un panneau de cellules à pigment photosensible (cellules Grätzel) de la même taille qu'un CD. La société Taiyo Yuden dispose d'une expertise reconnue dans la gestion de ce format, puisqu'elle fabrique elle-même des CD-R et des DVD-R. L'utilisation de moyens similaires de fabrication permettra de rationaliser les coûts. Le substrat utilisé pour ces cellules photovoltaïques ne sera pas du verre mais une résine synthétique (l'EVA - Ethylène-acétate de vinyle - avait été utilisé lors du CEATEC 2011, où ces disques avaient été présentés). Les cellules mesureront 0,3 mm d'épaisseur et 120 mm de diamètre. Enfin, leur rendement ne sera compris qu'entre 3 et 5%. Les disques pourront être connectés les uns aux autres pour générer une quantité d'énergie plus importante.   Chaque disque génèrera entre 0,2 et 0,5 W et coûtera initialement environ 300 yens (environ 3 euros). Cela signifie que la génération d'1 kW coûtera entre 600.000 et 1 500.000 yens (soit environ entre 6.000 et 15.000 euros), ce qui est notablement plus cher que les systèmes photovoltaïques "résidentiels". Néanmoins, le passage à une production de masse pourrait faire chuter le coût du dispositif sous la barre des 100 yens (soit environ 1 euro).   Les cibles idéales de ce produit sont les applications peu gourmandes en énergie, comme l'alimentation de petits capteurs autonomes. [Source]

A new type of controlled-release drug-delivery vehicle made from nanostructured polymer membranes has been unveiled by researchers at the University of California at San Francisco in the US. The device, which releases its therapeutic payload slowly and continuously over a period of several months, could come in useful for a wide variety of drug-delivery applications in the body – including in difficult-to-access areas like the back of the eye and limb joints.

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In a report published in Nature Physics ("Strong Coulomb drag and broken symmetry in double-layer graphene "), a group led Dr Leonid Ponomarenko and Nobel prize-winner Professor Andre Geim has assembled individual atomic layers on top of each other in a desired sequence.

The team used individual one-atom-thick crystals to construct a multilayer cake that works as a nanoscale electric transformer.

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The American Chemical Society (ACS) released a nice new video discussing graphene - its properties and future applications.

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L'Institut Max Planck de recherche sur les polymères (MPI-P, basé à Mayence en Rhénanie-Palatinat) et l'entreprise de produits chimiques BASF ont inauguré le 24 septembre 2012 une plate-forme commune de recherche et développement, le Centre d'innovation sur les matériaux carbones (Carbon materials innovation center, ou CMIC), au siège historique de BASF à Ludwigshafen (Rhénanie-Palatinat). Un groupe de travail interdisciplinaire y explorera les fondements scientifiques et les possibilités éventuelles d'applications industrielles des matériaux innovants basés sur le carbone. L'équipe, internationale, rassemble des chimistes, des physiciens, et des spécialistes des matériaux. Le laboratoire de 200m2 permettra, entre autres, la synthèse et la caractérisation de nouveaux matériaux, ainsi que l'examen des éventuelles applications dans les domaines de l'énergie et de l'électronique. Dix millions d'euros ont été investis dans la plate-forme commune. La coopération est pour l'instant prévue pour une durée de trois ans...

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An asymmetric n-alkyl substitution pattern was realized in 2-tridecyl[1]benzothieno[3,2-b][1]benzothiophene (C₁₃-BTBT) in order to improve the charge transport properties in organic thin-film transistors. We obtained large hole mobilities up to 17.2 cm²/(V·s) in low-voltage operating devices. The large mobility is related to densely packed layers of the BTBT π-systems at the channel interface dedicated to the substitution motif and confirmed by X-ray reflectivity measurements. The devices exhibit promising stability in continuous operation for several hours in ambient air

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There are a number of approaches to coupling light with thin-film devices such as solar cells. The demonstration now that multiple scattering processes in two-dimensional random media enable efficient light trapping suggests new possibilities for photon management with the benefit of broad spectral and angular operation. More information

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Dip-Pen Nanolithography (DPN) – developed by Chad A. Mirkin at Northwestern University in 1999 – is a scanning probe lithography technique in which the tip of an atomic force microscope (AFM) is used to 'write' molecules directly onto a substrate, allowing nanostructured surface patterning on scales of under 100 nm. DPN is the nanotechnology analog of the dip pen where the AFM tip acts as a 'pen', which is then dipped into a molecular 'ink' (i.e. coated with a chemical compound or mixture), and then used to write functional nanoscale patterns by putting it in contact with a substrate, the "paper".

In their new work, reported in the September 19, 2012 online edition of Journal of the American Chemical Society ("Direct-Write Patterning of Bacterial Cells by Dip-Pen Nanolithography"), researchers from Korea National University demonstrate, for the first time, DPN patterning of large bacterial cells in a direct-write manner.

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Controlling the density of electron carriers – which are essential to the operation of electronic devices such as transistors – is achieved by doping conventional three-dimensional semiconductors. But graphene, a semi-metallic layer that is just one atom thick, has properties very different from traditional materials such as silicon. However, the doping of graphene is a key parameter in the development of graphene-based electronics. Although there are no commercial graphene-based electronic devices on the market yet, there is no question that manufacturers are putting a lot of effort into this area because of these devices' very high speed potential.

In a recent paper in ACS Nano ("Plasmon-Induced Doping of Graphene"), a team from Rice University demonstrated photoinduced n-doping of graphene by hot electrons generated from plasmonic nano antennas, observed electrically as a shift of the Dirac point

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Polyera has achieved a certified world-record 5.2% efficient fully-polymeric organic solar cell in an inverted bulk heterojunction architecture combining their new ActivInk® PV2400 donor and NV2400 acceptor materials. These results significantly improve upon previously reported records of less than 3% for fully-polymeric cells. The device performance was certified by Newport Corporation’s PV Cell Lab. The results are important for demonstrating the potential of eliminating traditionally used fullerene-based acceptor materials, which have several drawbacks including high cost, difficulty in production scaling, morphology instabilities and poor light absorption. [Source]

Heliatek, a German start-up developing organic solar modules, is working with a leading supplier of outdoor advertising space and street furniture to test its energy harvesting film. The organic photovoltaic (OPV) film will be incorporated in the panels of a glass bus shelter in Paris, France, in January 2013.The company announced the news at the European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibitionin Frankfurt, Germany.The performance of the cells will be monitored in the application. The trial could potentially lead to a rollout to further OPV bus shelters in the city by the middle of next year.

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L'entreprise Novaled AG (Dresde, Allemagne), une des leaders dans le développement des OLED  a été sélectionnée en septembre 2012 dans le classement international du Global Cleantech 100. Ce classement a pour but d'offrir un panorama de ce secteur, en mettant en évidence les entreprises développant des idées novatrices, susceptibles d'avoir un impact important sur le marché dans les cinq à dix prochaines années. En plus de son entrée dans le classement, Novaled a été nommée "Société européenne de l'année" du fait de son potentiel de développement, en particulier pour sa contribution à l'efficacité énergétique et aux performances améliorées des OLED. Novaled est engagée dans la recherche appliquée, le développement et la commercialisation de technologies et de matériaux exclusifs utilisant les OLED. Créée en 2003, c'est une spin-off issue à la fois de l'Université technique de Dresde et de l'Institut Fraunhofer IPMS, qui ont joué le rôle d'incubateurs. Ses principaux investisseurs sont le Crédit Agricole (Crédit Agricole Private Equity), la Caisse des Dépôts et Consignations (CDC Entreprises Innovation), TechnoStart et TechFund Capital Europe. Ainsi, la moitié du capital est aux mains d'institutions et d'entreprises françaises, le reste étant réparti entre diverses banques et industriels allemands.  En 2008, elle a débuté un partenariat avec St-Gobain pour développer la technologie "PIN OLED" et les OLED grande surface. En 2009, Novaled a lancé une plate-forme OLED Blanche avec Kodak, puis en 2010 une coopération industrielle avec CIBA pour l'amélioration et la production des matériaux organiques accélérants la conductivité des OLED. Novaled commercialise désormais sa technologie "PIN OLED" auprès des fabricants d'écrans et des entreprises d'éclairage. Cette technologie, développée avec des matériaux de transport haute performance, améliore les propriétés des OLED et rend inutiles certaines étapes de traitement nécessaires pour des OLED classiques. L'entreprise continue à travailler en lien étroit avec le Fraunhofer IPMS de Dresde, notamment sur sa ligne pilote COMEDD, afin de tester ses produits avant industrialisation. Novaled est encore majoritairement en phase de R&D sur les OLED haute performance, lance des productions pilotes à l'IMPS, et compte désormais développer ses propres capacités en interne à condition que le marché poursuive sa croissance. [Source]

Les isolants topologiques, ces matériaux cristallins isolants en volume mais conducteurs en surface, existent-ils vraiment ? On pouvait en douter tant que les démonstrations expérimentales portaient sur des puits quantiques de quelques nanomètres d’épaisseur, difficiles à assimiler à des objets à 3 dimensions. Ce n’est plus le cas depuis qu’une équipe Leti – CNRS a vérifié ces étonnantes propriétés sur un échantillon de leur fabrication dont l’épaisseur est de plusieurs dizaines de nanomètres. [Source]

News & Views in Nanomedicine... [Source]

No-one wants to be told that they have cancer. But the earliest possible diagnosis is often the key to ensuring survival. So a new technique developed by scientists wich can instantly detect cancer even in its very earliest stages, using just a simple breath-test, offers the clear hope of a major breakthrough in improving cancer survival rates... [Source]

Researchers at National Nanotechnology Center (NANOTEC) and King Mongkut's University of Technology Thonburi (KMUTT) have successfully developed a target drug delivery system using folate-conjugated pluronic F127/chitosan core-shell nanoparticles to deliver doxorubicin (DOX) to target cancer cells focusing on breast cancer... [Source]

...in Academic Research Setting. The California Nanosafety Consortium of Higher Education has published Nanotoolkit – Working Safely with Engineered Nanomaterials in Academic Research Settings (pdf), a compendium of best practices, standards, and guidelines to using engineered nanomaterials...

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Researchers at the University of Hamburg in Germany have made new contrast agents for tumour imaging based on functionalized semiconductor quantum dots and iron oxide nanocrystals. An added plus is that the nanoparticles are non-toxic, even at very high concentrations... [Source]

Plate-shaped silver nanomaterials could be more toxic to fish cells than other shapes, such as spheres and wires. So say researchers at the University of California, Los Angeles, who have studied the effects of different-shaped silver nanomaterials on rainbow trout cells and zebrafish embryos. However, the nanoplates only appear to be toxic when in direct contact with the cells... [Source]

... of antibiotics directly to bacteria. Over the past several decades, scientists have faced challenges in developing new antibiotics even as bacteria have become increasingly resistant to existing drugs. One strategy that might combat such resistance would be to overwhelm bacterial defenses by using highly targeted nanoparticles to deliver large doses of existing antibiotics...

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... signs and communicate with smart phone.  An interdisciplinary team of engineers at the University of Arkansas has developed a wireless health-monitoring system that gathers critical patient information, regardless of the patient's location, and communicates that information in real time to a physician, hospital or the patient herself...

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People use electromagnetic energy every day … watching television, listening to the radio, popping corn with a microwave, taking an X-ray or using a cellphone. This energy travels in the form of waves, which are widely used in electronic and wireless devices. [Source]

At drupa print media fair, the world's largest fair on print media technology, which takes place from 3 to 16 May 2012 in Düsseldorf, the Institute for Print and Media Technology of Chemnitz University of Technology (pmTUC) presents new research results, which truly make you prick up your ears: Loudspeakers that have been printed with flexography on standard paper. The R&D group of Prof. Dr. Arved Hübler, head of pmTUC, is co-exhibitor of press manufacturer Windmöller & Hölscher KG (Lengerich) and can be found in hall 15, booth A41/1. [Source]