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Plastik fantastisch

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Die Zukunft der optoelektronischen Vorrichtungen

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Plastik wird eingestellt, um die Weise, die wir elektronische Geräte entwerfen und verbrauchen, nicht zuletzt im Bereich von photovoltaics zu ändern. Sonnenenergie kann eine populäre Quelle von sauberem, grün, erneuerbare Energie sein, aber die Materialien und die Herstellungsverfahren der herkömmlichen Silikon-gegründeten Solarzellen sind weit von Grün.

Mit der zunehmenbelastung auf dem Weltmachtrasterfeld und dem Bestreben nach stützbarer Energieerzeugung, sind Forscher an der Universität von Oldenburg bemüht sich zu entwickeln alternative Materialien für Solarzellenfertigung, die non-hazardous und leicht verfügbar sind - flexible, stützbare und erschwingliche Dünnfilmsolarzellen der Schaffung für Verbraucheranwendungen.

Nachforschende Solarzellenfunktion über Oberflächenauswertung

Wie viele elektronischen Geräte werden organische Solarzellen von einer komplizierten vielschichtigen Struktur, mit den Funktionsschnittstellen gebildet, die für Leistung lebenswichtig sind. Zusätzlich umfaßt der so genannte Massenheterojunctionentwurf eine aktive Schicht, die aus einer unterbrochenen Mischung von zwei Materialien - ein Polymer-Plastik besteht (ein Elektronspender) und einem fullerene (Elektronakzeptor). Diese spalten die Gebühren auf, die von einem Photon abgeleitet werden, die zu ihren jeweiligen Elektroden abwandern und zu die Gebührentrennung führen, die notwendig ist, einen elektrischen Stromkreis zu bilden.

Solch eine Struktur verleiht sich tadellos zu den Oberflächenauswertungstechniken, und während Tastprofilometrie und Atomkraft-Mikroskopie (Flughandbuch) die Rückgrade von Oberflächenmetrologie für einige Jahre gewesen sind, wird confocal Rastermikroskopie Laser-3D (CLSM) ein immer populäreres Werkzeug.

Die Fähigkeit kombinierend, ausführliches zu erzeugen, Zutreffendfarbe erbt optische Bilder mit den berührungsfreien Fähigkeiten der Laser-Scannentechnologie, das confocal Laser-Rasterelektronenmikroskop wirklich seine Selbst als optisches Straßenoberflächenmessgerät. Schneller und leistungsfähiger als Schreibkopf-gegründete Techniken, 3D CLSM ist in der Lage, die weichen oder anhaftenden Oberflächen zu messen und bietet eine Entschließung von 0.2 µm an. Als solches hat die neue Einleitung eines Laser-Rasterelektronenmikroskops Olymp LEXT OLS4100 3D confocal in Labor des Dr. Manuela Schieks groß ihre Forschung in alternative Mittel der photo-voltaischen Fertigung erhöht.

Photon, das mit organischen Halbleitern erntet

Obgleich der Massenheterojunction Solarzellenfunktion erhöht, sind Polymer-Plastiken häufig die ungefähr definierten Mischungen des Materials mit unterscheidenen Kettenlängen und weisen in hohem Grade Reihe-spezifische Eigenschaften auf. Demgegenüber sind molekulare Halbleiter definierte Bausteine mit Eigenschaften, die durch kleine Veränderungen zu ihrer Struktur gezwickt werden können, die für verbesserte Solarzellenfunktion folglich optimiert werden kann. Eine interessante Kategorie von solchen Molekülen sind die squaraine Färbungen, und die Forschung des Dr. Schieks forscht eine aktive Schicht nach, die von den squaraines gemischt mit einem fullerene Akzeptor gebildet wird.

Die Stärke der aktiven Schicht spielt auch eine Rolle in der Leistung: zu dünn und die Mobilität der Gebührenfördermaschinen ist eingeschränkt, aber zu dick und werden helle Absorption und Flexibilität erheblich verringert. Genaues Maß der Schichtstärke ist folglich lebenswichtig.

Innerhalb des Labors des Dr. Schieks einmal wird ein Kratzer durch die aktive Schichtoberfläche mit einer feinen Nadel, die Schrittränder dieses „Tales“ werden gemessen unter Verwendung der Profilometrie gebildet. Tastprofilometrie wurde vorher auf gebaut, aber die Weichheit des organischen Materials hemmte genaues Maß. Während die Nadel vom Tal steigert, verkratzt sie in die Oberfläche und unterschätzt folglich die Höhe - häufig vorbei herum 20 Nanometer. In Betracht der durchschnittlichen Stärke des Active ist die Schicht 100 Nanometer, dieses Niveau der Störung ist in hohem Grade bedeutend.

Mit confocal Rastermikroskopie Laser-3D ist es der Laser, der die Oberfläche scannt, und solch eine berührungsfreie Annäherung erzielt weit größere Genauigkeit von Oberflächenprofilometrie.

Transparente Elektroden: die größere Abbildung

Optisches Transparent mit Übertragung kombinierend, bilden transparente Elektroden die Anode der Solarzelle beim Licht zur aktiven Schicht durch überschreiten auch lassen. Indiumzinnoxid (ITO) ist z.Z. der Industriestandard, aber Reserven des seltenen Indiums sind schneller Betrieb heraus. Außerdem ist ITO ein sprödes Material und schränkt seinen Gebrauch in den mechanisch flexiblen Vorrichtungen ein, und die Jagd ist für eine leichte, preiswerte, flexible Alternative eingeschaltet, die auch mit der großräumigen Verarbeitung kompatibel ist.

Eine viel versprechende Alternative ist ein Ineinander greifen der silbernen nanowires (AgNWs) eingebettet in einer Plastikmatrix und Labor des Dr. Schieks konzentriert auch sich auf ihre Produktion, ihre folgende Verarbeitung, zum der Elektroden und schließlich der Integration in organische Solarzellen zu bilden.

Für optimale Leitfähigkeit muss ein konstanter Anschluss zwischen dem Active und der Elektrode später existieren und ein homogenes AgNW Ineinander greifen verlangen. Dieses ist schwierig, über der Solarzelle des Ganzen unter Verwendung der gegenwärtigen Spinnenschicht Produktionstechniken zu erzielen, und Oberflächenrauheitauswertung spielt eine zentrale Rolle, wenn sie das Syntheseprotokoll optimiert.

Flughandbuch ist die Haupttechnik gewesen, die für die Oberflächenrauheitauswertung des AgNW Ineinandergreifens eingesetzt wird, aber die Einleitung des LEXT OLS4100 hat in beträchtlichem Ausmaß die Leistungsfähigkeit von diesem verbessert. Erstens ist Flughandbuch Zeit raubend. Wo es einen ganzen Tag häufig nehmen kann, um zu erwerben, nimmt ein einzelnes nützliches Bild, mit 3D CLSM, Bilderwerb Minuten. Dr. Schiek fand auch, dass dem die Erweiterung des Blickfeldes unter Verwendung der nähenden Funktion des Bildes ihr erlaubte, eine Repräsentativprobe der Elektrodenoberfläche für die Entdeckung der Anhäufungen anzusehen - Sichtbarmachung eines Bereichs von einem mm2 (10 größere als mögliche der Zeiten mit Flughandbuch).

Das folgende Erzeugung der optoelektronischen Bestandteile

Die Fütterung des Weltmachtrasterfeldes auf eine stützbare Art und Weise bleibt eine der größten Herausforderungen, die durch die moderne Welt gegenübergestellt werden, und es ist eine aufregende Zeit für Forschung in erfinderische Lösungen. Außerdem haben transparente Elektroden weit reichendes Potenzial während der optoelektronischen Anwendungen, einschließlich LED und Touch Screens - wo, Alternativen zu ITO zu entwickeln auch ein Fokus der intensiven Untersuchung ist. Optoelektronische Schnittstellen konnten ein Tag Anblickwiederherstellung, mit Netzhautimplantaten unter Verwendung des Lichtes sogar ermöglichen, elektrischen Ausgang und anregende neuronale Tätigkeit zu erzeugen.

Es ist dass das folgende Erzeugung der optoelektronischen Vorrichtungen abhängt von weit verwenden frei - vorhandene Materialien und entwickelnde Technologien des hellen Mikroskops spielen eine wichtige Rolle, wenn sie solche Untersuchungen fahren.

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