Gennembrud for organiske solceller

NPL-forskere har opnået et betydeligt gennembrud i metrologien af ​​organiske solceller - en solenergiteknologi. Forskningen demonstrerede en ny type atomkraftmikroskopi, der kan 'se' ned i en fungerende organisk fotovoltaisk celle og relatere dens tredimensionelle struktur på nanoskala til dens ydeevne.

Fotovoltaiske solceller er blevet et meget mere almindeligt syn i de senere år, ofte installeret på tage, hvor de stille og roligt omdanner sollys til ren elektricitet til boliger og virksomheder.

En organisk fotovoltaisk celle er en type solcelle, der bruger organisk (kulstofbaseret) elektronik og potentielt kan være en billigere, mere effektivt og fleksibelt alternativ til nutidens solcelleanlæg. Teknologien er på randen af ​​kommercialisering, men der er stadig flere hindringer, herunder en nødvendig forøgelse af ydeevnen.

Mange nyere fremskridt er sket på grund af anerkendelsen af ​​den afgørende rolle, som morfologi spiller for effektivitet, men det var tidligere svært at måle præcis, hvordan form og struktur påvirker elektriske egenskaber og derfor ydeevne.

Denne forskning viste, at det er muligt at opnå strukturel og elektrisk information, både på overfladen og under overfladen til en dybde på mindst 20 nanometer i drift af organiske solceller. Den nye målemetode er baseret på en teknik kaldet photoconducting atomic force microscopy (pc-AFM), der bruger en nanoskala probe til at måle topografi og fotostrømgenerering på samme tid.

Denne teknik kan give direkte korrelation mellem morfologien i nanometerskalaen af ​​en fungerende organisk solcelle og dens ydeevne.

Dette gennembrud vil forbedre forståelsen af ​​teknologien, giver producenterne mulighed for at forbedre effektiviteten af ​​deres produkter ved at optimere strukturen i nanometerskalaen af ​​det organiske fotovoltaiske materiale.

Arbejdet har nydt godt af stærke forbindelser med Imperial College London, som bidrog med deres materiale- og enhedsfabrikationsekspertise.

Et manuskript, der beskriver forskningen, er blevet offentliggjort i Energi- og miljøvidenskab .