(PhysOrg.com) - Forskare inom CNST har använt fotokonduktiv atomkraftsmikroskopi (PCAFM) för att karakterisera strukturen i nanoskala hos organiska fotovoltaiska (OPV) material, och har utfört en noggrann bedömning av styrkorna och svagheterna med denna teknik.

Genom att variera enhetens geometri och AFM-spetsmaterialet, forskarna klargjorde hur de lokala experimentella och materiella faktorerna på nanoskala påverkar den totala OPV-effektiviteten. OPV består av två typer av organiska molekyler, elektrondonatorer och elektronacceptorer. När den är upplyst av solljus, de fotoexciterade elektron-hålparen separeras vid gränsytan mellan donatorerna och acceptorerna.

De separerade avgifterna migrerar till olika kontakter, genererar en elektrisk ström. De mest effektiva OPV-materialen har en homogen blandning av donator- och acceptormolekyler genom hela strukturen, med laddningsseparering som sker genom hela volymen. Tyvärr, den fotoexciterade laddningen måste passera genom en mycket oordnad miljö, som hämmar deras rörlighet, ökar rekombinationen, minskar effektiviteten, och hämmar materialets förmåga att producera el.

Effektiviteten är starkt beroende av materialets morfologi, göra mätningar som korrelerar struktur i nanoskala med prestanda som är avgörande för att förstå och förbättra OPV. Eftersom PCAFM nu används i stor utsträckning för att karakterisera OPV-material, CNST-forskarna förväntar sig att deras bedömning av denna mätteknik är viktig för andra forskare inom området, som måste beakta både dess styrkor och fallgropar.