Le National Physical Laboratory (NPL) a développé une nouvelle méthode de mesure, fournir une topographie simultanée, électrique, microscopie chimique et optique (STEOM) à l'échelle nanométrique pour la première fois. La nouvelle méthode peut être utilisée pour optimiser les performances des dispositifs optoélectroniques tels que les cellules solaires organiques, capteurs et transistors.

Dans le cadre d'une collaboration internationale, Les chercheurs du NPL ont démontré l'application directe de la nouvelle méthode à l'optimisation des cellules solaires organiques. Transparent, les cellules solaires organiques flexibles et à faible coût pourraient offrir une solution à grande échelle, production d'énergie à faible émission de carbone. Cependant, le manque de techniques analytiques capables de sonder simultanément les propriétés des dispositifs à l'échelle nanométrique a constitué un obstacle majeur à leur optimisation.

La nouvelle méthode STEOM développée au NPL répond à ce problème, fournissant des mesures simultanées de topographie et électrique, propriétés chimiques et optiques, tout en étant non destructif, ne causant aucun dommage aux échantillons mesurés. La percée a été réalisée en combinant l'amélioration du signal optique plasmonique avec la microscopie à sonde à balayage en mode électrique. Cela permet la relation entre la morphologie de la surface, la composition chimique et la génération de courant dans le fonctionnement des cellules solaires organiques seront explorées à l'échelle nanométrique pour la première fois.

L'équipe a démontré que les informations obtenues à l'aide de la méthode peuvent expliquer avec succès les performances des cellules solaires organiques en termes de composition à l'échelle nanométrique de leur couche de surface active, et pourrait être utilisé pour identifier les meilleurs itinéraires pour l'optimisation des appareils. En plus des cellules solaires organiques, la méthode peut être appliquée à une gamme de problèmes différents où les propriétés électroniques à l'échelle nanométrique sont influencées par la composition de la surface et pourrait par conséquent être utilisée pour guider la conception de dispositifs optoélectroniques améliorés, des capteurs aux LED.