Органические полупроводники могут снизить стоимость электронных устройств и открыть новые методы их производства. Однако, у этих материалов есть определенные ограничения, которые не позволяют печатать из них электронику или солнечные панели на струйном принтере, пишет EurekAlert.

«У этих материалов электрон обычно привязан к своему аналогу, отсутствующему электрону, который называют дыркой, и не может двигаться свободно, — говорит профессор Чань Вайлунь из Университета Канзаса. — Так называемые „свободные электроны“, которые беспрепятственно блуждают в материале и проводят электричество, редки и с трудом генерируются абсорбцией света. Это затрудняет использование этих органических материалов в солнечных панелях».

Поэтому основной задачей ученых в деле разработки органических полупроводников для фотоэлементов, световых датчиков и другой оптоэлектроники стало «освобождение электронов».

Двум командам физиков удалось эффективно сгенерировать свободные электроны из органических полупроводников в сочетании с одноатомным слоем дисульфида молибдена, недавно открытого двухмерного полупроводника. Этот слой позволил электронам вырваться из дырок и двигаться свободно.

При помощи сверхбыстрых лазеров, фотоэмиссионной спектроскопии и переходного поглощения света исследователи смогли реконструировать траекторию электронов и определить условия эффективного образования свободных электронов.

Совместная работа двух команд ученых позволила создать стратегию производства устройств, с высокой эффективностью преобразующих свет в электрический ток.     

Прорыв в эффективности органических полупроводников совершили в начале года шведы. Им удалось вдвое повысить КПД этих устройств, которые могут найти применение в OLED-дисплеях для современных смартфонов.