Nacionalinės fizikos laboratorijos (Jungtinė Karalystė) mokslininkai pasiekė persilaužimą organinių fotovoltinių saulės elementų metrologijos srityje. Tyrėjai demonstruoja naujos rūšies atominės jėgos mikroskopą, kuris sugeba įsiskverbti į veikiančio organinio fotovoltinio elemento vidų ir susieti jo trimatę nanostruktūrą su našumu.
Pastaruoju metu fotovoltiniai saulės elementai ima vis labiau populiarėti – jie dažnai sumontuojami tiesiog ant stogų, kur sau tyliai saulės šviesą verčia švaria elektros energija.
Organinis fotovoltinis saulės elementas ypatingas tuo, kad jame panaudota organinė (anglies pagrindo) elektronika, tad šis prietaisas gali būti potencialiai pigesnė, našesnė ir lankstesnė alternatyva dabartinėms fotovoltinėms sistemoms. Ši technologija pasiekusi tokią ribą, jog ją jau praktiškai galima gaminti pramoniniu būdu. Vis dėlto lieka kelios problemos, pavyzdžiui, našumo padidinimas.
Polimerų nanovielučių pagrindo organinio saulės elemento vaizdas, gautas naudojant fotolaidžiosios atominės jėgos mikroskopijos metodą
Mokslininkams atsivėrė akys, kuomet jie suprato, jog sistemos morfologija turi didžiulės įtakos jos našumui. Ilgą laiką tai nebuvo žinoma, mat tyrėjai susidūrė su sunkumais bandydami tiksliai nustatyti, kaip sistemos pavidalas ir sandara paveikia elektrines savybes ir našumą.
Šio tyrimo metu mokslininkams pavyko parodyti, jog įmanoma išgauti informacijos apie veikiančio organinio saulės elemento struktūrą ir elektrines savybes tiek šio paviršiuje, tiek mažiausiai 20 nanometrų gylyje. Naujasis matavimo metodas yra paremtas technologija, kuri vadinama fotolaidžiąja atominės jėgos mikroskopija, kur nanomastelinis zondas tuo pačiu metu nustato topografiją ir išmatuoja fotosrovės susidarymą.
Šis metodas gali tiesiogiai susieti veikiančio saulės elemento nanometrinės apimties morfologiją su našumo savybėmis.
Mokslininkų pasiektas persilaužimas padės geriau suprasti fotovoltinių saulės elementų veikimą, o tai gamintojams leis padidinti jų siūlomų produktų našumą optimizuojant sistemų nanosandarą.
Šį darbą padėjo atlikti Imperatoriškojo Londono koledžo (Jungtinė Karalystė) specialistai, įvertinę medžiagas ir prietaiso gamybą.
