`

СПЕЦІАЛЬНІ
ПАРТНЕРИ
ПРОЕКТУ

Чи використовує ваша компанія ChatGPT в роботі?

BEST CIO

Определение наиболее профессиональных ИТ-управленцев, лидеров и экспертов в своих отраслях

Человек года

Кто внес наибольший вклад в развитие украинского ИТ-рынка.

Продукт года

Награды «Продукт года» еженедельника «Компьютерное обозрение» за наиболее выдающиеся ИТ-товары

 

Представления о процессах в фотоэлектрических полимерах оказались ошибочными

+11
голос

Органические солнечные элементы рассматриваются как легкая и недорогая альтерантива солнечным панелям из кремния. За последние годы удалось добиться существенного прогресса в повышении эффективности работы органических фотоэлектриков, но фундаментальный вопрос — каким образом в них происходит преобразование солнечной энергии — все еще ожидает ответа.

Результаты исследования, проведенного в Стэнфордском университете, проливают некоторый свет на механику этого процесса. По крайней мере, они указывают, что наиболее популярная на сегодняшний день рабочая гипотеза не соответствует действительности. Даже такой негативный результат, тем не менее, позволит оптимизировать дальнейшие работы по повышению эффективности органических солнечных батарей. Типичный органический солнечный элемент состоит из двух слоев полимеров. Фотон выбивает электрон из атома полимера, оставляя положительно заряженную «дырку». Образуемая электроном и дыркой связанная пара называется экситоном. Экситоны разделяются, и электрон независимо перемещается к дырке, оставленной другим фотоном. Такое непрерывное движение электронов от дырки к дырке и создает электрический ток.

Представления о процессах в фотоэлектрических полимерах оказались ошибочными

«Для того, чтобы генерировать ток, нужно разделить электрон и дырку, — пишет Альберто Саллео (Alberto Salleo), главный автор статьи по итогам работы в журнале Nature Materials. — Для этого требуются два полупроводниковых материала. Если электрон привлекается к материалу Б сильнее, чем к материалу А, он переходит в материал Б. С точки зрения теории, электрон должен продолжать оставаться связанным с дыркой после этого перехода».

Отсюда вытекает упомянутый выше фундаментальный вопрос: из-за чего происходит распад этого связанного состояния. По умолчанию, среди ученых наиболее признан был так называемый эффект «горячих экситонов». Предполагалось, что электрон, переходя в материал Б обладал некоторой дополнительной энергией. Благодаря этому запасу «горячий» электрон получал скорость, необходимую для отрыва от дырки. «В нашей работе мы установили, что эффекта горячих экситонов не существует, — заявил Саллео. — Мы измерили оптические эмиссии из полупроводниковых материалов и выяснили, что для расщепления экситона не требуется дополнительная энергия».

Но что же, в таком случает, вызывает разрыв электронно-дырочных пар?

«У нас пока нет ответа на этот вопрос, — признает Саллео. — Только несколько предварительных соображений. Мы полагаем, что отрыву электронов способствует неупорядоченная структура пластиковых полимеров».

В своей предыдущей работе, ученый показал, что неупорядоченность на молекулярном уровне улучшает функционирование полупроводниковых полимеров в солнечных батареях. Фокусируясь на этой характеристике (а не на получении максимально «горячих» экситонов), исследователи смогут разрабатывать улучшенные типы материалов, способные более эффективно оттягивать электроны от поверхности раздела между двумя полупроводниками в органическом солнечном элементе.

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365

+11
голос

Напечатать Отправить другу

Читайте также

 

Ukraine

 

  •  Home  •  Ринок  •  IТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Мережі  •  Безпека  •  Наука  •  IoT