Популярні Пости

Вибір Редакції - 2019

Виявлено квантові механізми органічних пристроїв для альтернативних сонячних панелей

Anonim

Технологія на основі кремнієвих панелей потребує дуже дорогого, забруднюючого процесу виробництва, тоді як органічні фотоелектричні пристрої (OPV) були поміщені в якості однієї з найбільш привабливих альтернатив як джерело сонячної енергії.

реклама


Це дослідження зробило новаторське відкриття, оскільки вперше було розшифровано квантові механізми, що ініціюють фотоелектричну функцію цих пристроїв. Ангел Рубіо, професор фізики згущених речовин на хімічному факультеті університету UPV / EHU, Університет Басків, директор групи нано-біоспектроскопії та доцент міжнародного фізичного центру "Донстя" (DIPC), взяв участь у дослідження, проведене в цій галузі у співпраці з різними центрами у Німеччині, Італії та Франції.

Ці органічні пристрої використовують світлочутливий полімер, пов'язаний із вуглецевим наноструктурою, який працює як колектор струму. Коли світло падає на пристрій, полімер затримує частинки світла і індукує надшвидку передачу електронів на наноструктуру через електронний імпульс у порядку фемтосекунд (fs), тобто 10-15 секунд. Нещодавно було встановлено, що підтвердження цієї надшвидкої передачі, але дослідження Рубіо та його команди пішли на крок далі, оскільки він вдалося розшифрувати елементний механізм, який звільняє електронний перенос між полімером і наноструктурою. Перше головне моделювання в спрощеній моделі передбачало, що когерентні коливання є тими, що диктують періодичну передачу заряду між полімером і фуллереном.

Група, задіяна в експерименті, підтвердила це прогнозування, вивчивши оптичну характеристику загального матеріалу, що включає полімер та побічний продукт фуллерена (звичайна наноструктура зі сферичною формою) за допомогою високочастотної тимчасової спектроскопії.

Результати підтвердили, що зв'язування коливань полімеру та фуллерена призводить до перенесення електронів у когерентному та надшвидкому способі (≈ 23 fs), без необхідності приймати некогерентні процеси, що проявляються в більш повільних передачах (100 fs). Ці дослідження демонструють критичну роль квантової когерентності в органічних фотогальванічних пристроях.

Дослідження, яке буде опубліковано на цьому тижні в журналі Science, пропонує бачення, яке узгоджується з елементними квантовими процесами в органічних фотоелектричних пристроях і є значним кроком вперед у цій галузі. "Це дослідження відкриває засоби для суттєвого та контрольованого вдосконалення органічних пристроїв для фотоелектричних додатків", - зазначив професор Анхель Рубіо.

реклама



Джерело історії:

Матеріали надаються Університетом Країни Басків . Примітка. Зміст можна редагувати за стилем та довжиною.


Довідка з журналу :

  1. С. М. Фальке, К. А. Роцці, Д. Бріда, М. Майурі, М. Амато, Е. Соммер, А. Дей Сіо, А. Рубіо, Г. Церулло, Е. Молінарі, К. Ліену. Когерентний надшвидкий перенесення заряду в органічній суміші фотоелектричних елементів . Science, 2014; 344 (6187): 1001 DOI: 10.1126 / science.1249771