Дорогие читатели, Нашему шестнадцатилетнему, волонтёрскому и некоммерческому проекту для создания новой, современной версии N-N-N.ru, очень нужно посоветоваться касательно платформы нашего сайта – SYMFONY & DRUPAL 8. Платформа не простая, но обещаем – мы не займём много времени, просто нужна консультационная поддержка квалифицированного разраба. Если вы можете помочь, то связаться с нами можно на страницах Facebook.com здесь и здесь.

Чем больше сильно поляризованных экситонов, тем эффективнее полимерная солнечная батарея

«Созданные быть вместе силами природы, но разлучённые волей человека». Напоминает начало какого-нибудь бульварного чтива, а между тем это описание того, как учёные нашли путь к созданию более эффективных органических солнечных батарей.

На атомном уровне органическая солнечная батарея функционирует подобно враждующим семьям в «Ромео и Джульетте». Несмотря на существование сильного естественного притяжения между положительным (дыркой) и отрицательным (электроном) зарядами, генерируемыми поглощёнными фотонами, они должны быть разделены для того, чтобы получить электроэнергию. В связанном состоянии эти заряды — пара электрон–дырка — известны под названием экситон. Таким образом,

основным вопросом, на который учёные постарались найти ответ в своём исследовании, является то, какие структурные особенности материала позволят снизить энергетические затраты на разделение экситона.

solar-cell.jpg Рис. 1. Полимерная солнечная батарея. Гибкая и низкоэффективная, зато дешёвая и лёгкая. (Фото Renewable Power News).

Не забудем также о том, что чем ближе друг к другу электрон и дырка в составе экситона, тем труднее их разделить и тем выше вероятность того, что они рекомбинируют без генерирования полезного электричества. Однако при внесении дополнительной энергии в систему заряды начинают разделяться, вплоть до получения свободных электронов и дырок, что влечёт за собой формирование потока заряженных частиц и, следовательно, генерацию электричества.

Но самое интересное: если при поглощении фотона образуется поляризованный, сильно растянутый и готовый к разделению экситон, резко возрастает вероятность того, что заряды смогут выбраться из потенциальной ловушки (экситон) и стать эффективными переносчиками электричества.

В своей работе группа из Аргоннской национальной лаборатории (США) под руководством Линь Чэня изучила, как четыре разные молекулы в полимерном слое, находящемся в центре солнечной батареи, генерировали различную экситоновую динамику. В итоге учёные пришли к следующему выводу:

чем больше образуется сильно поляризованных экситонов, тем выше эффективность полимерной солнечной батареи.

Подробнее о характере использованных в исследовании материалах, корреляциях и теоретических обоснованиях можно узнать из статьи, опубликованной в Journal of the American Chemical Society.

Пожалуйста, оцените статью:
Ваша оценка: None Средняя: 5 (5 votes)
Источник(и):

1. Аргоннская национальная лаборатория

2. compulenta.ru