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制作下一代有机太阳能电池的新方法

科学家们确定了一种新颖的快速过程,有机材料重新分配阳光能量,允许下一代有机太阳能电池将阳光转化为电力并支持对抗气候变化欧洲杯足球竞彩。

图片信用:Bilanol / Shutterstock.com

现在使用的大部分太阳能电池都是由硅制成的,而且坚硬、笨重,制造成本很高。相比之下,有机太阳能电池——从植物和动物中发现的元素和材料中开发出来的——有望具有柔韧性,重量轻,制造成本低。欧洲杯足球竞彩然而,有机太阳能电池还没有达到硅基电池的太阳能转化电能的效率,这阻碍了它们的商业化。

最近,来自剑桥大学在一个由比利时、加拿大、中国和新西兰专家组成的全球协会中,已经确定了一种新的基本方法,使能量以比正常速度快1000倍的速度在有机材料中流动,这离充分实现有机光伏的潜力更近了一步。欧洲杯足球竞彩研究结果发表在欧洲杯线上买球科学推进杂志。

这种新的运动机制被称为“瞬态激子离域”,它能使能量以极快的速度移动并转移到周围的电线上。

通过现实的量子 - 机械性质,这种改进是可能的,其中能量可以同时存在于许多地方。通过利用这些允许高效能量运动的量子机械元件,我们可以做出更好,更高效的太阳能电池

Alexander Sneyd,研究第一作者,剑桥大学卡文迪许实验室博士生

科学家们首先采用了一种最先进的纳米技术活结晶驱动的自组装“开发由硫和碳基聚合物制成的纳米纤维。这使研究人员能够精确地控制有机纳米纤维中每一个原子的位置,以产生“完美”模型材料。

这确实是成功的秘诀。我们能够达到前所未有的结构控制水平,这是人们直到最近还只能梦想的

Akshay Rao博士,卡文迪许实验室,剑桥大学

阿克谢·拉奥博士领导了这项研究。

研究人员用激光照射纳米纤维来模拟阳光,并使用一种名为“瞬态吸收显微镜“开发能源运输的”电影“。

这使研究人员能够在极短的时间尺度下观看能量运动,分辨率约为单个飞秒,或者0.0000000000001的第二个,其等同于每秒100万亿帧帧速率的薄膜。

当我们进行实验时,我们非常惊讶。能量在100年代速度的速度比在科学文献中通常观察到的速度快100次或甚至1000的速度移动

Alexander Sneyd,研究第一作者,剑桥大学卡文迪许实验室博士生

研究人员最终使用了一台超级计算机,在量子水平上模拟了纳米纤维中发生的物理变化。在将模拟结果与实验结果进行比较后,他们推断能量可能会“离域”,也就是同时出现在不同的地方,这是导致意外行为的主要原因。

卡文迪许实验室的教授理查德·弗兰德爵士是这项研究的共同负责人,他说:这种新机制提供了许多机会,可显着提高传统有机太阳能电池的性能。但更令人兴奋,它也在开辟了基于廉价和适应性的有机材料的全新类型设备的前景欧洲杯足球竞彩.”

期刊引用:

Sneyd, a·J。.(2021)由瞬态激子离域介导的有机半导体高效能量传输。欧洲杯线上买球科学推进doi.org/10.1126/sciadv.abh4232

来源:https://www.cam.ac.uk/

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