{"id":21970,"date":"2011-10-27T21:35:10","date_gmt":"2011-10-27T18:35:10","guid":{"rendered":"http:\/\/www.fyysika.ee\/uudised\/?p=21970"},"modified":"2011-11-19T02:02:15","modified_gmt":"2011-11-18T23:02:15","slug":"efektiivsemad-orgaanilised-paikeseelemendid","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.fyysika.ee\/?p=21970","title":{"rendered":"Efektiivsemad orgaanilised p\u00e4ikeseelemendid"},"content":{"rendered":"

Orgaaniliste fotoelementide kasutamine elektritootmises p\u00e4ikeseenergia abil on atraktiivne ja paljulubav alus innovatiivsele ja keskkonnas\u00f5bralikule energiatootmisele. Neid saab toota \u00fcpriski \u00f6k\u00f6noomiliselt ning t\u00e4nu sellele, et need on sama painduvad kui plastikkile, saab neid toota ka v\u00e4ga paindlikena. Probleem seisneb aga selles, et need on turul hetkel v\u00e4hemefektiivsed kui tavap\u00e4rased mitteorgaanilised pooljuht-fotoelemendid. Valguse muundamisel elektrienergiaks on k\u00f5ige olulisemaks protsessiks vabade laengukandjate tekkimine. Fotomuundamise esimeses sammus, p\u00e4rast valguse neeldumist vabastab fotoelemendi \u00fcks komponent, tavaliselt pol\u00fcmeer, elektrone, mille haarab endasse elemendi teine komponent \u2013 antud juhul r\u00e4ni nanoosakesed \u2013 ning need saab seej\u00e4rel edasi transportida.<\/strong><\/p>\n

\"\"<\/a>

Orgaaniline fotoelement.<\/p><\/div>\n

,,Laengute eraldumise mehhanism ja ajakulu on olnud juba aastaid vastuoluliste teadusdebattide teemaks,\u201d s\u00f5nas LMU f\u00fc\u00fcsikaprofessor Eberhard Riedle<\/strong>. Koost\u00f6\u00f6s uurijatega M\u00fcncheni Tehnilisest \u00dclikoolist ja Bayerni \u00dclikoolist suutis Eberhardi t\u00f6\u00f6r\u00fchm selle protsessi \u00fcksikasjalikult lahata. Selleks kasutasid teadlased uudset h\u00fcbriidelemendi t\u00fc\u00fcpi, mis sisaldab nii orgaanilisi kui ka mitteorgaanilisi materjale ning milles r\u00e4ni k\u00e4itub kui akseptormaterjal. Selle s\u00fcsteemi abil saadud informatsiooni p\u00f5hjal t\u00f6\u00f6tasid nad v\u00e4lja strateegia, mille abil saab parandada pol\u00fcmeeri struktuuri. Lisaks leiti, et see parandus suurendab laengute eraldumise efektiivsust orgaanilistes pooljuhtides pea kahe korra. Nende tulemuste abil on v\u00f5imalik orgaaniliste p\u00e4ikeseelementide t\u00f6\u00f6omadusi optimiseerida, kirjutab Physorg.com<\/a>.<\/p>\n

Selle l\u00e4bimurde v\u00f5ti seisneb unikaalsel laseritel p\u00f5hineval eksperimentaalsel \u00fclesehitusel, milles on kombineeritud erakordselt suur ajaline t\u00e4psus(kuni 40 femtosekundit) ning v\u00e4ga suur detekteerimisvahemik. T\u00e4nu sellele said teadlased j\u00e4lgida \u00fclikiiret protsessi, mis p\u00e4rast footonite neeldumist toimus, reaalajas. Erinevalt tavalistest p\u00e4ikeseelementidest, kasutatasid teadlased fullereenide asemel elektronide akseptorina r\u00e4ni \u2013 valik, millel on kaks suurt eelist.<\/p>\n

,,Esiteks saime me nende uute h\u00fcbriidelementide abil sondeerida pol\u00fcmeeris toimuvaid fotof\u00fc\u00fcsikalisi protsesse t\u00e4psemini kui kunagi varem ning teiseks sai t\u00e4nu r\u00e4ni kasutamisele kasutada elektritootmisel \u00e4ra palju laiema lainepikkuste vahemikuga valgust,\u201d selgitas Riedle.<\/p>\n

Selgub, et vabad laengukandjad \u2013 niinimetatud polaronid \u2013 ei teki mitte kohe p\u00e4rast fotoergastust vaid umbes 140 femtosekundit hiljem. Pol\u00fcmeerimolekuli esmane fotoergastub viib k\u00f5igepealt ergastatud oleku ehk niinimetatud eksitoni moodustumiseni. See aga dissotsieerub kohe, vabastades elektroni, mis kantakse seej\u00e4rel elektronide akseptorisse. Elektronide kaotamine j\u00e4tab endast pol\u00fcmeeri alles positiivselt laetud ,,augud\u201d ning kuna erim\u00e4rgilised lanegud \u00fcksteist Coulombi j\u00f5uga t\u00f5mbavad, siis kipuvad need rekombineeruma.<\/p>\n

,,Vabade laengukandjate saamiseks peavad nii auk kui ka elektron olema m\u00f5lemad piisavalt liikuvad, et Coulombi j\u00f5ud \u00fcletada,\u201d seletas Daniel Herrmann<\/strong>, uurimuse peaautor. Uurimuses osalenud teadlased suutsid esmakordselt n\u00e4idata, et seda on palju kergem saavutada korrastatud, \u00fchtlase struktuuriga pol\u00fcmeerides. Teisis\u00f5nu suurendab pol\u00fcmeeri k\u00f5rge iseorganiseeruvus m\u00e4rgatavalt laengute eraldumise efektiivsust.<\/p>\n

,,Pol\u00fcmeer, mida me kasutasime, on \u00fcks m\u00f5nest, millel teatakse olevat iseorganiseeruvad omadused. Seda k\u00e4itumist saab nii piirata kui ka sobivate t\u00f6\u00f6tlemisparameetrite abil sellele kaasa aidata,\u201d \u00fctles Hermann. P3HT pol\u00fcmeeri kavala optimiseerimise tulemusena suutsid teadlased kahekordistada vabade laengukandjate hulka ning suurendada seega nende eksperimentaalsete p\u00e4ikeseelementide efektiivsust.<\/p>\n

Allikas<\/a><\/p>\n

Loe l\u00e4hemalt: “Role of Structural Order and Excess Energy on Ultrafast Free Charge Generation in Hybrid Polythiophene\/Si Photovoltaics probed in Real Time by Near-Infrared Broadband Transient Absorption<\/a>“<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Orgaaniliste fotoelementide kasutamine elektritootmises p\u00e4ikeseenergia abil on atraktiivne ja paljulubav alus innovatiivsele ja keskkonnas\u00f5bralikule energiatootmisele. Neid saab toota \u00fcpriski \u00f6k\u00f6noomiliselt ning t\u00e4nu sellele, et need on sama painduvad kui plastikkile, saab neid toota ka v\u00e4ga paindlikena. Probleem seisneb aga selles, et need on turul hetkel v\u00e4hemefektiivsed kui tavap\u00e4rased mitteorgaanilised pooljuht-fotoelemendid. Valguse muundamisel elektrienergiaks on k\u00f5ige […]<\/p>\n","protected":false},"author":32,"featured_media":21971,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_genesis_hide_title":false,"_genesis_hide_breadcrumbs":false,"_genesis_hide_singular_image":false,"_genesis_hide_footer_widgets":false,"_genesis_custom_body_class":"","_genesis_custom_post_class":"","_genesis_layout":"","footnotes":""},"categories":[31,16],"tags":[110,53],"class_list":{"0":"post-21970","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","5":"has-post-thumbnail","7":"category-rakenduslik-teadus","8":"category-teadusuudis","9":"tag-materjal","10":"tag-tulevikuenergia","11":"entry"},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/21970","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/32"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=21970"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/21970\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/media\/21971"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=21970"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=21970"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=21970"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}