Istraživači sa Univerziteta Columbia razvili su način da se iskoristi veća snaga od singletne fisije kako bi se povećala efikasnost solarnih ćelija, pružajući alat koji će pomoći u napretku razvoja uređaja nove generacije.

U istraživanju objavljenom ovog mjeseca u časopisu Nature Chemistry, tim je detaljno prikazao dizajn organskih molekula koji su sposobni stvoriti dva ekscitona po fotonu svijetlosti, proces nazvan singlet fisija. Eksitoni se stvaraju brzo i mogu živjeti mnogo duže od onih koji se stvaraju iz njihovih neorganskih duplikata, što dovodi do pojačanog stvaranja električne energije po fotonu koja apsorbuje solarnu ćeliju.

“Razvili smo novo pravilo dizajna materijala za pojedinačno cepljenje”, rekao je Luis Campos, vanredni profesor hemije i jedan od tri glavna istraživača studije. “To nas je dovelo do razvoja najučinkovitijih i tehnološki najkorisnijih materijala za intramolekularnu fisiju singleta do sad. Ova poboljšanja će otvoriti vrata za efikasnije solarne ćelije.”

Svi moderni solarni paneli djeluju istim procesom – jedan foton svijetlosti stvara jedan eksksiton, objasnio je Campos. Eksiton se zatim može pretvoriti u električnu struju. Međutim, postoje neki molekuli koji se mogu primjeniti u solarnim ćelijama koji imaju mogućnost generisanja dva ekscitona iz jednog fotona – procesa koji se naziva singletna fisija. Ove solarne ćelije čine osnovu za uređaje nove generacije, koji su još u razvojnom procesu.

Jedan od najvećih izazova rada sa takvim molekulama je taj što dva ekscitona „žive“ vrlo kratko vrijeme (desetine nanosekundi), što otežava sakupljanje istih kao oblika električne energije. U trenutnoj studiji, koju je djelimično finansirala Kancelarija za istraživanje pomorstva, Campos i njegove kolege dizajnirali su organske molekule koje mogu brzo da stvore dva ekscitona koji žive mnogo duže od najsavremenijih sistema. To je napredak koji se ne može koristiti samo u proizvodnji solarne energije nove generacije, već i u fotokatalitičkim procesima u hemiji, senzorima i slikanju, objasnio je Campos, jer se ovi ekscitoni mogu koristiti za pokretanje hemijskih reakcija, koje se zatim mogu koristiti od strane industrije za pravljenje lekova, plastike i mnogih drugih vrsta hemijskih sredstava.

“Intramolekularna fisija singleta je demonstrirana od strane naše grupe i drugih, ali rezultirajući ekscitoni su ili generisani veoma sporo, ili neće dugo trajati”, rekao je Campos.

“Ovaj rad je prvi koji pokazuje da singletna fisija može brzo stvoriti dva ekscitona koja mogu dugo živieti. Ovo otvara vrata za temeljno proučavanje kako se ti ekscitoni ponašaju dok sede na pojedine molekule, kao i za razumijevanje kako mogu biti efikasno postavljeni za rad na uređajima koji imaju koristi od signala pojačanih svijetlom. ” Dizajnerska strategija tima trebalo bi takođe da se pokaže korisnom u odvojenim oblastima naučnog proučavanja i ima brojne druge, do sad nezamislive aplikacije” dodao je. Autori  Campos studije su: Samuel Sanders i Andrev Pun, sa Univerziteta Columbia; Matthev I. Sfeir, sa Gradskog univerziteta u Nev Iorku; i Amir Asadpoordarvish sa Univerziteta u Novom Južnom Velsu.

Izvor: Science daily

https://naucnenovosti.me/wp-content/uploads/2019/09/solar-3624954_960_720.jpghttps://naucnenovosti.me/wp-content/uploads/2019/09/solar-3624954_960_720-150x150.jpgadminFizikaHemijaelektrična energija,foton,singlet fisija,Solarne ćelijeIstraživači sa Univerziteta Columbia razvili su način da se iskoristi veća snaga od singletne fisije kako bi se povećala efikasnost solarnih ćelija, pružajući alat koji će pomoći u napretku razvoja uređaja nove generacije. U istraživanju objavljenom ovog mjeseca u časopisu Nature Chemistry, tim je detaljno prikazao dizajn organskih molekula koji...Naučne Novosti