研究人员已经做出了重要发现对太阳能电池材料设计的未来具有重要意义

2019-10-16 08:32:54

ARC激子科学卓越中心的研究人员做出了重要发现,对太阳能电池材料设计的未来具有重要意义。由UNSW的蒂莫西·施密特(Timothy Schmidt)教授领导的研究小组一直在研究捕获由于硅的限制而目前浪费的可见光能量的方法,硅只能进入大约25%的太阳光谱。为了说明这一点,硅本身只能使用大约一半的绿光能量,就能量可用性而言,这是太阳光谱的峰值。

减少浪费的方法之一是通过设计可以涂覆在硅上的材料来捕获硅无法吸收的某些光能。通过结合单重态激子裂变,该过程从单个光子产生两个激子,人们希望将硅太阳能电池的效率提高到30%以上。

该研究成果发表在《自然化学》上,研究了一种短暂的(约80亿分之一秒)激发分子复合物在单重态激子裂变中的作用,并证明了这些单重态裂变材料必须避免准分子的形成,从而颠覆了先前的思想。充分发挥提高光伏能量转换的潜力。

施密特教授解释说:“在寻找降低太阳能收集成本的方法时,我们应该设计避免准分子形成的材料。”

“单激子裂变具有提高太阳能电池效率的巨大前景,但其动力学复杂且尚未得到很好的理解。通过比较正向和反向运行的裂变过程,Schmidt等人的研究非常简单激子裂变机制的理论检验”,该中心国际科学咨询委员会委员兼麻省理工学院激子学中心主任马克·巴尔多教授评论道。

“他们的结果表明,以前被认为是裂变过程的中间体的物质实际上可能是损失的根源。有了这种理解,Schmidt等人在我们寻找能够实现更高效率的太阳能电池的材料方面提出了一个重要的新方向。 ”。

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