Wetenschappers van de Universiteit van Swansea hebben een zeer gevoelige methode ontwikkeld om de kleine handtekeningen van zogenaamde 'ladingsvallen' in organische halfgeleiders te detecteren.

Het onderzoek, gepubliceerd in Natuurcommunicatie en ondersteund door de regering van Wales via het Europees Fonds voor Regionale Ontwikkeling, kan van mening veranderen over wat de prestaties van organische zonnecellen beperkt, fotodetectoren en OLED's.

Organische halfgeleiders zijn materialen die voornamelijk zijn gemaakt van koolstof en waterstof en die flexibel kunnen zijn, laag gewicht en kleurrijk.

Ze zijn de belangrijkste componenten in OLED-schermen, zonnecellen en fotodetectoren die verschillende kleuren kunnen onderscheiden en zelfs de staafjes en kegeltjes van het menselijk oog kunnen nabootsen.

De efficiëntie van organische zonnecellen om zonlicht om te zetten in elektriciteit heeft onlangs 18% bereikt en de race is begonnen om de basisprincipes van hoe ze werken echt te begrijpen.

Hoofdauteur Nasim Zarrabi, een doctoraat student aan de Universiteit van Swansea zei:"Lange tijd, we vermoedden dat sommige ladingen die door het zonlicht worden gegenereerd, kunnen worden opgesloten in de halfgeleiderlaag van de zonnecel, maar we hebben het nooit echt kunnen bewijzen.

"Deze vallen maken zonnecellen minder efficiënt, fotodetectoren minder gevoelig en een OLED TV minder helder, dus we hebben echt een manier nodig om ze te bestuderen en vervolgens te begrijpen hoe we ze kunnen vermijden - dit is wat ons werk motiveert en waarom deze recente bevindingen zo belangrijk zijn."

Onderzoeksleider, Dr. Ardalan Armin, een Sêr Cymru II Rising Start Fellow merkte op:"Gewoonlijk, vallen zijn zogezegd 'doodlopende wegen'; in onze studie zien we dat ze ook nieuwe ladingen genereren in plaats van ze volledig te vernietigen.

"We hadden voorspeld dat dit zou kunnen gebeuren, maar had tot nu toe niet de experimentele nauwkeurigheid om deze via vallen gegenereerde ladingen te detecteren."

Dr. Oskar Sandberg, de theoreticus achter het werk zei dat hij al enkele jaren op zo'n experimentele nauwkeurigheid wacht.

"Wat we experimenteel hebben waargenomen, is in silicium en galliumarsenide bekend als zonnecellen met tussenliggende banden, in organische zonnecellen is nooit aangetoond dat vallen ladingen kunnen opwekken, " hij zei.

"De extra kosten die door de vallen worden gegenereerd, zijn niet gunstig voor het opwekken van veel elektriciteit, omdat het erg klein is.

"Maar het is voldoende om deze effecten te bestuderen en misschien manieren te vinden om ze te beheersen om echte verbeteringen in de prestaties van het apparaat aan te brengen."