Nature子刊:太陽能電池效率或大幅提升!

2021-01-21 材料科學與工程



近期，美國哥倫比亞大學的科研人員開發出一種利用單線態裂變來提高太陽能電池效率的新方法！相關成果發表在《自然·化學》。


論文連結：

https://www.nature.com/articles/s41557-019-0297-7


現代太陽能電池板採用工作原理基本一樣：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裂分使單個光子產生兩個激子，這類分子面臨的最大挑戰是，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。

研究團隊通過新的設計規則，開發出了迄今為止最有效和技術上最有用的分子內單線態裂變材料。新設計的有機分子可快速產生兩種激子，這兩種激子比目前最先進工藝產生的激子壽命更長，這將使每個光子產生的電能都可被太陽能電池吸收，這對提高太陽能電池效率非常關鍵。


磁場數據顯示了由單線態裂分產生的激子的形成與衰變。


研究人員表示，新研究為從根本上了解這些激子如何處理單個分子，以及理解它們如何有效地應用於受光放大信號影響的設備打開了大門。該研究成果不僅可用於下一代太陽能設備生產，還可推進化學、傳感器和成像中的光催化過程，用以製造藥品、塑料和許多其他類型的消費化學品。（來源：材料科學與工程公眾號）

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