هم اندیشی فیزیک

به گفته ویتالی پودزروف، سرپرست این تیم تحقیقاتی، نیمه هادی های آلی هم برای ساخت سلولهای فتوولتائیک خورشیدی و هم برای سایر مصارف از جمله نمایشگرهای الکترونیکی از پتانسیهای بسیار بالایی برخوردارند. وی امیدوار است که روزی بتوان این ابزارها را با ورقه های پلاستیکی ساخت. بنابر مشاهدات دانشمندان این دانشگاه، ذرات اکسیتون در یک کریستال کاملا خالص یک نیمه هادی آلی که "روبرن" (Rubrene) نامیده می شود تا مسافت نسبتا دور (چند میکرون) منتشر می شوند. این درحالی است که تاکنون تنها انتشار اکسیتونها در این مواد تا فاصله کمتر از 20 نانومتر مشاهده شده بود.

اکسیتونها ذراتی هستند که وقتی مواد نیمه هادی، فوتونها را جذب می کنند تشکیل می شوند. این ذرات زمانی که به نقطه اتصال یک نیمه هادی می رسند می توانند یک اختلاف پتانسیل را ایجاد نمایند. به همین علت اگر تنها چند ده نانومتر حرکت کنند تنها اکسیتونهای نزدیکتر به اتصالات نیمه رسانا می توانند یک شدت الکتریکی ایجاد کنند. این چیزی است که در سلولهای فتوولتائیک فعلی دیده می شوند و به همین علت بازده تبدیل انرژی آنها بسیار پایین است.

سرپرست این تیم می افزاید: در سلولهای فتوولتائیک فعلی 99 درصد از نور خورشید اتلاف می گردد، اما اکنون برای اولین بار حرکت اکسیتونها را در مسافت دو تا 8 میکرون مشاهده گردیده است. این نتیجه با نتایجی که از نیمه هادیهای غیرآلی همچون سیلیسیوم و یا آرسنیک گالیوم به دست می آید برابر است. به محض اینکه فاصله گسترش اکسیتون به حدی برسد که با طول جذب نور قابل قیاس شود، می توان میزان بیشتری از نور خورشید را برای تبدیل به انرژی جمع آوری نمود.

براساس گزارش نیچر، این محققان برای رسیدن به این نتایج از یک روش جدید برپایه طیف نگار اپتیکی برای اندازه گیری اکسیتونها استفاده کردند. در حقیقت از آنجا که این ذرات بدون بار الکتریکی هستند به سختی با روشهای فعلی رصد می شوند.