(Phys.org) – Förare som någonsin har märkt en rest på sina vindrutor efter att ha gått igenom en biltvätt kommer att sympatisera med nanoforskaren Seth Darlings smärta.

Darling och hans kollegor vid det amerikanska energidepartementets Argonne National Laboratory har arbetat i åratal för att utveckla en ny typ av solceller som kallas organiska solceller (OPV). På grund av deras potential att minska kostnaderna för både tillverkning och material, OPV kan vara mycket billigare att tillverka än konventionella solceller och ha en mindre miljöpåverkan också.

Den stora nackdelen med OPV, dock, är de inte lika effektiva som konventionella solceller. I en ny studie, Darling och hans kollegor vid Argonne's Center for Nanoscale Materials and Advanced Photon Source (APS) kunde för första gången upptäcka en viktig bidragande faktor till denna begränsning:spårrester av katalysatormaterial som blivit över från utvecklingsprocessen hindrar OPV från att omvandla maximal mängd solljus till el.

"Forskare har nyligen blivit medvetna om att föroreningar kan orsaka problem i dessa nanostrukturerade material, men tills nu, vi hade inte ett sätt att faktiskt kunna se att föroreningarna fanns där, " sa Darling.

Även om många tidigare använda tekniker saknade förmågan att identifiera närvaron av en kvarvarande katalysator, Argonne-fysikerna Barry Lai och Jörg Maser kunde få en tydlig bild av föroreningarna genom att använda en teknik som kallas röntgenfluorescens, vilket innebär högintensiva röntgenstrålar från APS.

De kvarvarande föroreningarna hindrar solcellens prestanda eftersom de tenderar att "fånga" de elektriska laddningarna som solcellen genererar efter att den träffats av en foton. Metallatomerna som är involverade i utvecklingsprocessen – särskilt palladium – orsakar fångsteffekten.

Nästa steg för forskningen innebär att titta på sätt att åtgärda eller förhindra fångst, men under tiden, kemister och tillverkare av organiska solcellsmaterial har redan börjat notera och uppmärksamma mängden kvarvarande katalysator som finns kvar i sina produkter.

Enligt Darling, forskare hade under en tid varit medvetna om ett liknande problem i organiska ljusavgivande enheter, som fungerar på den omvända principen av solceller – snarare än att omvandla ljus till elektricitet, de omvandlar elektricitet till ljus. "Det är faktiskt lite förvånande att forskare inte insåg att det här problemet också kunde uppstå i solceller förrän relativt nyligen, " sa Darling.

Resultaten av forskningen publiceras i en artikel med titeln "Detection and role of trace purities in high-performance organic solar cells" i majnumret 2013 av Energi- och miljövetenskap .