Инновации в области органических полупроводников позволят создать более эффективные гибкие солнечные ячейки, изготовление которых будет отличаться дешевизной.
Полупроводники работают над преобразованием света в электрический ток. Эти устройства, как правило, создают на основе кремния, но на их производство уходит огромное количество энергии. Исследователи убеждены, что они смогут справиться с проблемой за счет использования органических полупроводников.
По словам Даниэля Ди Нуззо, научного сотрудника в области физики, обычные полупроводниковые устройства сложно делать, так как, в первую очередь, для них нужно создавать кристаллические материалы. Именно на них и уходит много энергии. Органические полупроводники можно получить с помощью печати. Например, органические полупроводниковые полимеры можно растворить и получить электронные чернила для печати на поверхности. Так инженеры получат неупорядоченную структуру, которая сможет проводить электрические заряды чуть хуже, чем кремний. Улучшить свойства можно, смешав с «допинг-молекулами».
Де Нуззо отметил, что одно время было трудно реализовать технику с допингом в качестве эффективного способа получения органических полупроводниковых устройств, которые будут отличаться высокими эксплуатационными характеристиками. Исследование его команды показало, с чем это было связано и как можно улучшить производительность материалов. Данные показали размер и геометрическое положение легирующей молекулы, которые имели влияние на эффективность полупроводникового материала. Ученые пришли к выводу, что органический полимер должен состоять из цепочки блоков, которые можно смешать с легирующей молекулой перед печатью на поверхности.
Работа показала, что если использовать допинг-молекулу, тогда появится возможность ограничить количество способов связи с полимером, что сделает полупроводник более последовательным и эффективным.
Результаты исследования ученые опубликовали в недавнем выпуске журнала Nature Communications.