2008年10月17日
研究人员研制出一种新材料,克服了两种太阳能的主要障碍:它可以吸收太阳光中包含的能量,并生成电子的方式让他们更容易捕捉。
俄亥俄州立大学化学家和他们的同事结合导电塑料和金属钼和钛创建混合材料。
“还有其他这样的混合动力车,但我们的材料的优点是,我们可以覆盖整个范围的太阳光谱,”马尔科姆•奇泽姆解释说,杰出的大学教授和俄亥俄州立大学的化学系的椅子。
这项研究发表在最新一期的《美国国家科学院学报》(PNAS)。欧洲杯线上买球
阳光包含整个光谱的颜色,可以用肉眼看到,所有彩虹的颜色。我们的眼睛解释颜色完全不同的能量水平,或频率的光。今天的太阳能电池材料只能捕捉到一个小范欧洲杯足球竞彩围的频率,所以他们只能捕获太阳光中包含的能量的一小部分。
这种新材料是第一个能够吸收可见光中包含的所有能量。
材料发电就像其他太阳能电池材料:光激发材料的原子,一些电子在原子撞松了。欧洲杯足球竞彩
理想情况下,电子流出电流的设备,但这就是大多数太阳能电池遇到麻烦。电子只保持宽松的一小部分第二个之前再次陷入他们的原子。捕获的电子必须在短时间内他们是免费的,这个任务,叫做电荷分离,是很困难的。
在新的混合材料,电子保持自由比以往更长的时间。
设计混合物质,化学家在电脑上探索不同的分子构型在俄亥俄州的超级计算机中心。国立台湾大学与同事,他们合成新材料在液体溶液的分子,分子吸收光线的频率测量,同时测量的时间长度,激发电子分子仍然免费。
他们看到一件很不寻常的事。分子不只是一些太阳能电池材料一样发出荧光。欧洲杯足球竞彩他们发出磷光。发光效应引起的材料吸收和释放能量,但磷光持续更长的时间。
令他们吃惊的是,化学家发现,新材料在发射的电子在两个不同的能量状态——一个叫单重态,而另一个三重态。能量状态都是有用的对于太阳能电池的应用程序,和三重态比单重态持续更长的时间。
电子单重态自由呆了12秒,或10秒——不是不寻常的相比,一些太阳能电池材料。欧洲杯足球竞彩但三重态中的电子保持免费700万倍的时间——83微秒,或上百万。
当他们在薄膜沉积的分子,类似于如何安排他们在实际的太阳能电池中,三个一组的状态持续了更长时间:200微秒。
“这长寿激发态应该允许我们更好地操纵电荷分离,“Chisholm说。
此时,材料年从商业发展,但他补充说,这个实验提供了一个概念验证,混合太阳能电池材料,如能提供不同寻常的特性。欧洲杯足球竞彩