Des scientifiques de l'Université de Swansea ont mis au point une méthode très sensible pour détecter les minuscules signatures de ce qu'on appelle les « pièges de charge » dans les semi-conducteurs organiques.

La recherche, Publié dans Communication Nature et soutenu par le gouvernement gallois à travers le Fonds européen de développement régional, peut changer d'avis sur ce qui limite les performances des cellules solaires organiques, photodétecteurs et OLED.

Les semi-conducteurs organiques sont des matériaux principalement constitués de carbone et d'hydrogène qui peuvent être flexibles, faible poids et coloré.

Ce sont les composants clés des écrans OLED, des cellules solaires et des photodétecteurs capables de distinguer différentes couleurs et même d'imiter les bâtonnets et les cônes de l'œil humain.

L'efficacité des cellules solaires organiques pour convertir la lumière du soleil en électricité a récemment atteint 18 % et la course est lancée pour vraiment comprendre les principes fondamentaux de leur fonctionnement.

Auteur principal Nasim Zarrabi, un doctorat étudiant à l'Université de Swansea a déclaré :« Pendant longtemps, nous avons deviné que certaines charges générées par la lumière du soleil peuvent être piégées dans la couche semi-conductrice de la cellule solaire, mais nous n'avons jamais vraiment été en mesure de le prouver.

"Ces pièges rendent les cellules solaires moins efficaces, des photodétecteurs moins sensibles et un téléviseur OLED moins lumineux, nous avons donc vraiment besoin d'un moyen de les étudier et de comprendre ensuite comment les éviter - c'est ce qui motive notre travail et pourquoi ces découvertes récentes sont si importantes."

Responsable de recherche, Dr Ardalan Armin, un boursier Sêr Cymru II Rising Start a commenté :« Ordinairement, les pièges sont des « impasses » pour ainsi dire; dans notre étude, nous les voyons également générer de nouvelles charges plutôt que de les annihiler complètement.

"Nous avions prédit que cela pourrait peut-être arriver, mais jusqu'à présent n'avait pas la précision expérimentale pour détecter ces charges générées via des pièges."

Dr Oskar Sandberg, le théoricien derrière le travail a déclaré qu'il attendait une telle précision expérimentale depuis plusieurs années.

"Ce que nous avons observé expérimentalement a été connu dans le silicium et l'arséniure de gallium en tant que cellules solaires à bande intermédiaire, dans les cellules solaires organiques, il n'a jamais été démontré que les pièges peuvent générer des charges, " il a dit.

"Les charges supplémentaires générées par les pièges ne sont pas bénéfiques pour générer beaucoup d'électricité car elles sont très infimes.

"Mais il suffit de pouvoir étudier ces effets et peut-être de trouver des moyens de les contrôler afin d'apporter de réelles améliorations aux performances des appareils."