• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  • Molekylära nanopartiklar leder till stora framsteg i utvecklingen av solceller

    Schematisk illustration av genereringen av två fotoner med lägre energi (½h) när den organisk-oorganiska vismuthalogeniden är under belysning av en högenergifoton (h). De två klustren är underenheterna av det kristallina bulkmaterialet framställt via lösningsbearbetning. Genereringen av två fotoner från en involverar energiöverföring mellan två angränsande kluster och två avslappningsprocesser. Kredit:University of St Andrews

    En ny studie av forskare vid University of St Andrews kan förebåda ett stort framsteg i utvecklingen av solceller.

    Effektiv användning av solenergi för elproduktion anses vara avgörande för att minska koldioxidutsläppen, en orsak till den globala uppvärmningen.

    St Andrews forskning, ledd av professor John Irvine, har visat att de atomärt exakta nanopartiklar som kallas nanokluster eller molekylära nanopartiklar kan skära en högenergifoton i två lågenergiska, som skulle kunna gynna utvecklingen av tredje generationens solceller, den direkta omvandlingen av ljus till elektricitet på atomnivå.

    Resultaten publiceras idag (1 augusti 2017) i den vetenskapliga tidskriften Naturkommunikation .

    Verkningsgraden för en idealisk solcell med en enda korsning är begränsad till 30 procent för att balansera ljusabsorptionen och energin hos de exciterade elektrohålsparen. Skärningen av en högenergifoton i två fotoner med nästan hälften av energin skulle kunna erbjuda utsikterna att överskrida effektivitetsgränsen eftersom det kommer att öka antalet laddningsbärare och effektiv användning av högenergiljusstrålar i solspektrumet.

    Genereringen av två lågenergifotoner från en högenergifotoner har observerats i kvantprickar och lantanidjoner på grund av inneslutningen av excitoner och transporten av laddningsbärare från närliggande.

    Nu har det St Andrews-ledda teamet visat att nanoklustren i organisk-oorganisk hybridvismuthalogenid också kan användas för att dela en högenergifoton med nanoklustren och detta kan ge framsteg i solceller eftersom de är ordnade i en bulkkristallin material som kan bearbetas från lösning.

    Professor Irvine sa:"Det förväntas att denna studie skulle stimulera studien av material med nanokluster eller lågdimensionella organisk-oorganiska hybridmaterial för fotoniska enheter och denna atomära exakta subenhet i kristallina material skulle kunna underlätta beredningen och bearbetningen av nanostora partiklar eftersom de styrs av materialets inneboende kristallstruktur."


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com