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重要成果!太阳能电池效率或大幅提升

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近期,美国哥伦比亚大学的科研人员开发出一种利用单线态裂变来提高太阳能电池效率的新方法!相关成果发表在《自然·化学》。

论文链接:

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

现代太阳能电池板采用工作原理基本一样:一个光子产生一个激子,激子转化为电流。然而,某些分子可通过单线态裂分使单个光子产生两个激子,这类分子面临的最大挑战是,两个激子的“存活时间”非常短(几十纳秒),科学家们很难将它们以电的形式收集起来。

激子生成示意图

研究团队通过新的设计规则,开发出了迄今为止最有效和技术上最有用的分子内单线态裂变材料。新设计的有机分子可快速产生两种激子,这两种激子比目前最先进工艺产生的激子寿命更长,这将使每个光子产生的电能都可被太阳能电池吸收,这对提高太阳能电池效率非常关键。

磁场数据显示了由单线态裂分产生的激子的形成与衰变。

研究人员表示,新研究为从根本上了解这些激子如何处理单个分子,以及理解它们如何有效地应用于受光放大信号影响的设备打开了大门。该研究成果不仅可用于下一代太阳能设备生产,还可推进化学、传感器和成像中的光催化过程,用以制造药品、塑料和许多其他类型的消费化学品。(来源:材料科学与工程公众号)

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