对链反应的新理解进步太阳能电池的理解

向下移动 - “一种太阳能电池设计始于两条电极之间的一系列发色团,”艺术与科学化学教授杜威·霍尔滕(Dewey Holten)博士解释说。欧洲杯线上买球“该链吸收光能,并将能量引导到一个电极,并将其沉积为电子。丢失电子的分子现在有一个正电荷被留下的正电荷。。电子和孔在外电路中重新组合,从而产生可行的电流。”

Holten和研究生Hee-eun歌曲直接测量了基态相同的卟啉化合物之间的孔转移速率。这些结果是理解这种结构中电荷分离的基本过程的关键,并在提高太阳能电池效率方面有应用。

他们的结果代表了第一次精确测量地面孔传输速率。以前,已知卟啉分子链中的孔转移可从20秒至50纳秒,这一范围跨越了三个数量级。这些研究将时间定义为0.5-1纳秒。

这项工作已发表在《美国化学学会杂志》上,并在《物理化学B,光化学和光生物学》杂志上发表。能源太阳能光化学系提供了资金。

下坡

热力学稳定性通常是孔向下移动链的驱动力。但是,这要求链由各种分子组成,以使每个跳跃都会下坡。

霍尔滕说:“从合成的角度来看,构建一串类似的分子的串更容易,内置的能量梯度数量最少。然后,挑战成为相同分子之间的监视孔的转移。”

他们研究的多晶数阵列是由北卡罗来纳州立大学的一个小组在葛兰素杰出大学化学大学教授的乔纳森·林赛(Jonathan Lindsey)博士的指导下合成的。

霍尔滕(Holten)和他的小组将分子阵列以一种预定义的起始形式通过电化学氧化,将其中一种卟啉氧化以产生孔,并用光激发另一个孔以产生电子激发态。然后,他们使用了超快的飞秒时间尺度瞬态吸收光谱,以监测等效卟啉之间的孔转移过程。

霍尔滕说:“我们比较了单体,二元组和三合会的光谱和动力学结果。”“从这些信息中,我们可以退出等效站点之间的孔转移速率。”

David Bocian博士,化学教授加利福尼亚大学,Riverside和他的小组进行了更多的光谱研究。

霍尔滕说:“这项工作是科学家之间令人兴奋的合作的一个例子,可以产生从根本上重要的结果,开发一种通用的实验方法,该方法可以被其他科学家采用,并具有现实世界的应用。”

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