新材料或徹底改變太陽能電池技術
光伏產業(yè)網訊
發(fā)布日期：2019-08-22
核心提示：
新材料或徹底改變太陽能電池技術。
據phys.org網站8月19日報道，美國哥倫比亞大學的研究人員在《自然·化學》雜志發(fā)布了一種新方法，可利用單線態(tài)裂分產生更多能量，進而提高太陽能電池的效率。
在論文中，研究團隊詳細介紹了相關有機分子的設計。這種有機分子能夠通過單線態(tài)裂分過程使一個光子產生兩個激子，而且激子產生的速度很快，壽命也比無機激子長得多。這使得太陽能電池每吸收一個光子后產生的電流放大化。化學副教授Luis Campos說：“我們?yōu)閱尉€態(tài)裂分材料找到了一種新的設計規(guī)則，它讓我們開發(fā)出了迄今為止最有效和最具技術可行性的分子內單線態(tài)裂分材料。這有望為制造更高效的太陽能電池奠定基礎。”
在論文中，研究團隊詳細介紹了相關有機分子的設計。這種有機分子能夠通過單線態(tài)裂分過程使一個光子產生兩個激子，而且激子產生的速度很快，壽命也比無機激子長得多。這使得太陽能電池每吸收一個光子后產生的電流放大化。化學副教授Luis Campos說：“我們?yōu)閱尉€態(tài)裂分材料找到了一種新的設計規(guī)則，它讓我們開發(fā)出了迄今為止最有效和最具技術可行性的分子內單線態(tài)裂分材料。這有望為制造更高效的太陽能電池奠定基礎。”
Campos解釋說，太陽能電池板的運行過程都是一樣的：一個光子產生一個激子，激子轉化為電流。然而，某些分子可通過單線態(tài)裂分使單個光子產生兩個激子，這類分子面臨的最大挑戰(zhàn)是，兩個激子的“存活時間”非常短（幾十納秒），科學家們很難將它們以電的形式收集起來。
Campos和其同事設計的有機分子可以快速產生兩個長壽命激子。這一巨大進展不僅可以用于下一代太陽能技術，還對光催化化學反應、傳感器及成像技術有促進作用。Campos解釋說，激子可以用于激活化學反應，以生產藥品、塑料等產品。Campos說：“此前，激子的產生要么很慢，要么壽命很短。我們首次證實了單線態(tài)裂分可以快速產生雙激子，并且壽命較長。這不僅為根本上研究單分子中的激子行為打開了大門，也為理解如何在涉及光放大信號的設備中利用它們打開了新視野。”