Descrizione del progetto
Un microscopio olografico senza precedenti fa luce sui foto-materiali organici
L’efficienza delle celle solari è aumentata enormemente negli ultimi decenni. La riduzione dei costi dei materiali sarà fondamentale per una più ampia adozione. L’utilizzo di materiali organici e ibridi anziché di materiali inorganici convenzionali come il silicio potrebbe essere la soluzione. Tuttavia, la loro morfologia eterogenea, essenziale per la loro funzionalità, ha reso difficile la caratterizzazione sperimentale dei processi ultraveloci su scala nanometrica. Il progetto HOLOFAST, finanziato dal CER, intende sfruttare il suo nuovo microscopio olografico con illuminazione strutturata non lineare per fare luce sulla questione. Con una risoluzione spaziale di 10 femtosecondi e 50 nanometri, oltre all’ampio campo visivo, il microscopio può finalmente illuminare i processi di separazione ed estrazione delle cariche su ampie aree del campione.
Obiettivo
Solution-processed organic and hybrid materials have immense promise for low-cost photovoltaic devices. Their intrinsically heterogeneous morphology directly impacts the photophysical processes that happen over multiple timescales down to femtoseconds and which ultimately define functionality, such as carrier diffusion, charge separation and recombination. Currently, experimental techniques that can simultaneously study the nanoscale morphology and the ultrafast photophysics are limited. Ultrafast microscopes are restricted to single point or very small fields of view, lacking the large sample area coverage needed to place observations in their proper statistical context. Moreover, they are generally incompatible with super-resolution imaging, preventing the required nanoscale spatial resolution from being achieved. Recently, I introduced a widefield transient holographic microscope using off-axis holography that has shot-noise limited performance and can image large sample areas. Importantly, this approach is compatible with nonlinear structured illumination, a widefield super-resolution technique based on combining a spatially structured illumination pattern and a nonlinear sample response, with the spatial resolution being only limited by how many nonlinear terms can be acquired.
In HOLOFAST, my team and I will combine the new ultrafast holographic microscope with nonlinear structured illumination to bring unprecedented photophysical knowledge of organic photovoltaic materials, with temporal resolution down to 10 femtoseconds, spatial resolution down to 50 nm while simultaneously imaging ~100 micron areas, correlating morphology with excited state dynamics. This will enable us to finally reveal the heterogeneity of charge separation and extraction processes over large sample areas. HOLOFAST will create a photophysical and morphological database that will be valuable to understand and solve the problems that currently limit device efficiencies and lifetimes.
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. La classificazione di questo progetto è stata convalidata dal team del progetto.
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. La classificazione di questo progetto è stata convalidata dal team del progetto.
Parole chiave
Programma(i)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Argomento(i)
Meccanismo di finanziamento
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsIstituzione ospitante
00185 Roma
Italia