Новые наноматериалы, разработанные учеными из Городского университета Нью-Йорка, могут открыть путь к созданию более эффективных и доступных фотоэлементов.
Солнечные лучи — источник доступной и чистой энергии, но современные методы ее преобразования дорогие и не слишком эффективные. Теоретический лимит фотоэлементов остается на уровне 33%. Многообещающий материал, открытый в США, создан при помощи синглетного расщепления фотовозбужденных электронов. Он способен увеличить КПД фотоэлементов до 44%.
Ученые модифицировали некоторые из молекул широко распространенных промышленных пигментов и создали самособирающиеся материалы. Это процесс заставляет молекулы соединяться определенным образом, что позволяет пигментам, абсорбирующим фотоны, сцепляться и обмениваться энергией — или возбуждать — соседние молекулы. Затем электроны расцепляются, так что их можно собрать как солнечную энергию.
Всего у исследователей получилось из сочетания двух пигментов шесть структур, которые они изучили под электронным микроскопом и спектроскопом.
И обнаружили, что каждая комбинация обладает небольшим отличием в геометрии, которое воздействует на возбужденные состояния пигмента, свойства синглетного расщепления и количество собранных электронов.
Способность этих материалов к самосборке позволит сократить время и затраты на производство солнечных элементов. Новый технологический процесс может стать более экономически выгодным, чем современные методы, основанные на молекулярном синтезе.
Ранее сообщалось, что ученым из Берлинского центра материалов и энергии имени Гельмгольца удалось поставить новый рекорд эффективности кремниево-перовскитных фотоэлементов.
По материалам - Электровести
