Разработан революционный материал для солнечной энергетики
Исследователи из Колумбийского университета разработали способ получения большего количества энергии от синглетного деления. Он повысит эффективность солнечных батарей, обеспечивая инструмент для создания устройств нового поколения.
Команда синтезировала органические молекулы, способные генерировать 2 экситона на фотон света, сообщает sciencedaily.com. Процесс называется синглетным делением. Полученные экситоны живут дольше аналогов, произведенных неорганическими структурами, увеличивая количество электричества на фотон, поглощенного солнечной батареей.
Результаты исследования опубликованы в Nature Chemistry.
«Мы разработали новые правила дизайна для материалов с синглетным делением, — сказал адъюнкт-профессор Луис Кампос, один из трех руководителей проекта. – Это привело к созданию самого эффективного и технологически полезного интрамолекулярного продукта на сегодня. Улучшение открывает доступ к более мощным солнечным батареям».
Существующие установки действуют по одному принципу – фотон генерирует 1 экситон, который можно превратить в ток. Но некоторые молекулы, которые можно внедрить в батареи, вырабатывают 2 частицы. Структуры создают основу для следующего поколения систем, пока находящегося в зачаточном состоянии. Одна из основных сложностей – краткосрочное существование 2 экситонов (десятки наносекунд), мешающее собирать их для генерирования электричества.
Молекулы, созданные исследователями, продлевают срок жизни частиц. Свойство позволяет использовать их в солнечных батареях и фотокаталитических процессах для химических реакций, датчиков и визуализации. Экситоны помогут производить лекарства, пластик и много других полезных продуктов.
«Внутримолекулярное синглетное деление демонстрировалось другими группами. Но процесс слишком медленно генерировал недолговечные экситоны, — сказал Кампос. – Это – первый пример активного синтеза долго существующих частиц. Он поможет изучить поведение экситонов, находящихся на отдельных молекулах, понять, как эффективнее внедрить из в устройства».
В проекте участвовали специалисты из Нью-йоркского городского университета и Университета Нового Южного Уэльса.
