Органическая солнечная панель показала силу экситонов

Чтобы эти экситоны существовали более длительное время, исследователи использовали органические молекулы. Это дает возможность задействовать их не только в преобразовании солнечного света и получении электричества, но и в фотокаталитических химических процессах, сенсорах и визуализации

Солнечная энергия в некоторых странах становится одним из самых дешевых источников электричества. Исследователи разработали новый способ получения еще большего количества электроэнергии, повысив эффективность солнечных элементов.

В статье, опубликованной в журнале Nature Chemistry [1], описана конструкция солнечного элемента с использованием органических молекул, которые производят два экситона на фотон света с помощью процесса, называемого синглетным делением. Эти экситоны могут жить гораздо дольше, чем те, которые производят неорганические вещества, что приводит к усилению электрического тока, возникающего при попадании фотона на солнечный элемент.

Современные солнечные панели работают по одному и тому же принципу: один фотон света генерирует один экситон, который преобразуется в электрический ток. Конечно, два экситона лучше, чем один, но до сих пор исследователи должны были считаьтся с тем фактом, что экситоны существуют не более нескольких наносекунд, что затрудняет их улавливание.

Чтобы эти экситоны существовали более длительное время, исследователи использовали органические молекулы. Это дает возможность задействовать их не только в преобразовании солнечного света и получении электричества, но и в фотокаталитических химических процессах, сенсорах и визуализации. С помощью экситонов можно инициировать химические реакции в промышленных процессах, например, при производстве фармацевтических препаратов и других видов химических веществ.

«Эта работа демонстрирует, что синглетное деление генерирует два экситона, которые могут существовать очень долго». «Это открывает двери для фундаментального изучения того, как эти экситоны ведут себя, когда они расположены на отдельных молекулах, а также для понимания того, как их можно использовать в устройствах, в которых происходит усиление электросигналов светом».

Ссылки:

1. https://doi.org/10.1038/s41557-019-0297-7

Источник: Siliconrepublic