«В течение многих лет люди разглядывали нехорошую проводимость органики как неизбежный факт, и это говорит о том, что это не всегда имеет место», сообщили Стивен Форрест, Питер А. Франкен Выдающийся Доктор наук университета доктора наук Разработки и Пола Г. Гоебеля Разработки в U-M, что привел изучение.В отличие от неорганических солнечных батарей, обширно применяемых сейчас, органика возможно сделана из недорогих, эластичных основанных на углероде материалов как пластмасса. Производители имели возможность произвести много рулоны их во множестве конфигураций и цветов, дабы быть слоистыми незаметно в практически любую поверхность.
Общеизвестно нехорошая проводимость органики, но, замедлила изучение. Форрест считает, что это открытие имело возможность поменять игру. Результаты детализированы в изучении, опубликованном 17 января по собственной природе.
Команда продемонстрировала, что узкий слой молекул фуллерена – интересные круглые углеродные молекулы кроме этого называющиеся Бакиболы – смогут разрешить электронам отправиться до нескольких сантиметров из пункта, где они пробиты свободные фотоном. Это – большое повышение; в сегодняшних органических клетках электроны смогут отправиться лишь пара сотен миллимикронов либо меньше.Электроны, перемещающиеся от одного атома до другого, составляют электрический ток в солнечной батарее либо электронном компоненте. Материалы как кремний, применяемый в сегодняшних неорганических других полупроводниках и солнечных батареях, хорошо связали ядерные сети, каковые облегчают для электронов ехать через материал.
Но у органических материалов имеется намного более свободные связи между отдельными молекулами, каковые смогут заманить электроны в ловушку. Это продолжительно было ахиллесовой пятой органики, но новое открытие говорит о том, что возможно вероятно щипнуть их проводящие особенности для определенных заявлений.
Свойство вынудить электроны переместиться более вольно в органические полупроводники имела возможность иметь далеко идущие последствия. К примеру, поверхность сегодняшних органических солнечных батарей должна быть покрыта проводящим электродом, что собирает электроны в пункте, где они первоначально произведены. Но вольно движущиеся электроны смогут быть собраны на большом растоянии от их пункта происхождения. Это имело возможность разрешить производителям сократить проводящий электрод в невидимую сетку, проложив путь к прозрачным клеткам, каковые имели возможность употребляться на других поверхностях и окнах.
«Это открытие по существу дает нам новую кнопку, дабы повернуться, потому, что мы проектируем органические солнечные батареи и другие органические полупроводниковые устройства», сообщил Квинн, Берлингейм, электротехника U-M и информатика дипломируют автора и исследователя на изучении. «Возможность переноса электронов дальнего действия открывает большое количество новых возможностей в архитектуре устройства».Берлингейм заявляет, что начальное открытие явления стало чем-то наподобие несчастного случая, потому, что команда экспериментировала с органической архитектурой солнечной батареи в надежде на увеличение эффективности. Применяя названный вакуум неспециализированной техники тепловое испарение, они выложили слоями в узкой пленке фуллеренов C60 – каждом сделанном из 60 атомов углерода – сверху создающего власть слоя органической клетки, где фотоны от солнечного света пробивают электроны, свободные от их связанных молекул.
Вдобавок к фуллеренам они помещают второй слой, дабы мешать тому, дабы электроны убежали.Они нашли что-то, что они ни при каких обстоятельствах не видели прежде в органическом – электроны мчались высвобожденные через материал, кроме того за пределами генерирующей области клетки. В течение многих месяцев экспериментирования они сделали вывод, что слой фуллерена организовал то, что известно как энергия прекрасно – энергосберегающая область, которая мешает тому, дабы отрицательно заряженные электроны повторно объединились с хорошими зарядами, покинутыми сзади в создающем власть слое.«Вы имеете возможность вообразить энергию прекрасно как вид каньона – электроны попадают в него и не смогут возвратиться», сообщил Калеб Кобоерн, исследователь выпускника в Отделе U-M автора и Физики на изучении. «Так, они двигаются вольно в слой фуллерена вместо того, дабы повторно объединиться в создающем власть слое, как они в большинстве случаев были бы.
Это похоже на большую антенну, которая может собрать электронное обвинение отовсюду в устройстве».Форрест предостерегает, что широкое применение открытия в заявлениях как солнечные батареи теоретическое в этом пункте. Но, он взволнован громадными последствиями открытия для эксплуатации и понимания особенностей органических полупроводников.«Я полагаю, что повсеместная солнечная энергия – ключ к включению отечественного неизменно потепления и все больше переполняемой планеты, и что средства, помещая солнечные батареи на предметы повседневного пользования как окна и фасады зданий», сообщил Форрест. «Разработка как это имела возможность оказать помощь нам произвести энергию методом, это недорого и практически невидимо».
Изучение названо «Распространение Электрона Масштаба сантиметра в Светочувствительных Органических Гетероструктурах». Изучение было поддержано американской Программой Министерства энергетики SunShot и Офисом ВВС Научного изучения.