Ученые из Университета Суонси разработали очень чувствительный метод для обнаружения крошечных признаков так называемых «ловушек заряда» в органических полупроводниках, пишет new.eurekalert.org со ссылкой на Nature Communications.

Исследование, опубликованное в Nature Communications и поддержанное правительством Уэльса через Европейский фонд регионального развития, может изменить представления о том, что ограничивает производительность органических солнечных элементов, фотодетекторов и органических светодиодов (OLED).

Органические полупроводники – это материалы, в основном состоящие из углерода и водорода, которые могут быть гибкими, легкими и красочными. Они являются ключевыми компонентами OLED-дисплеев, солнечных элементов и фотодетекторов, которые могут различать разные цвета и даже имитировать палочки и колбочки человеческого глаза.

Эффективность органических солнечных батарей по преобразованию солнечного света в электричество недавно достигла 18%, и продолжают предприниматься попытки действительно понять основы того, как они работают.

Ведущий автор Насим Зарраби, аспирант Университета Суонси, сказал: «В течение долгого времени мы предполагали, что некоторые заряды, генерируемые солнечным светом, могут задерживаться в полупроводниковом слое солнечного элемента, но мы никогда не могли доказать это. Эти ловушки делают солнечные элементы менее эффективными, фотодетекторы – менее чувствительными, а OLED-телевизоры – менее яркими, поэтому нам действительно нужен способ их изучить, а затем понять, как их избежать – это мотивирует нашу работу и делает недавние открытия такими важными».

Руководитель исследования, доктор Ардалан Армин, научный сотрудник Sêr Cymru II Rising Start, прокомментировал: «Обычно ловушки – это, так сказать, «тупики»; но в нашем исследовании мы видим, что они также генерируют новые заряды, а не уничтожают их полностью. Мы предсказывали, что это может произойти, но до сих пор не обладали экспериментальной точностью, чтобы обнаружить эти заряды, генерируемые с помощью ловушек».

Доктор Оскар Сандберг, теоретик, стоящий за этой работой, сказал, что он ждал такой экспериментальной точности в течение нескольких лет.

«То, что мы наблюдали экспериментально, было известно для кремния и арсенида галлия, но в органических солнечных элементах никогда не было доказано, что ловушки могут генерировать заряды, – сказал он. – Дополнительные заряды, создаваемые ловушками, не выгодны для выработки большого количества электроэнергии, потому что они очень малы. Но достаточно иметь возможность изучить эти эффекты и, возможно, найти способы контролировать их, чтобы действительно улучшить производительность устройств».