Яка молекула може змінити сонячні панелі?
Вчені з Кембриджського університету з’ясували, що особлива молекула може перетворювати світло на електрику з неймовірною ефективністю. Це відкриття може призвести до створення більш простих, легких і дешевих сонячних панелей.
Які властивості має новий органічний напівпровідник?
У рамках дослідження, що поєднує сучасну науку з ідеями столітньої давнини, вчені стали свідками дивовижного явища, яке раніше вважали можливим тільки в неорганічних оксидах металів. Вони виявили, що молекули органічного напівпровідника, відомого як P3TTM, мають особливі магнітні та електронні властивості завдяки неспареним електронам.
Раніше дослідники розробили це сімейство молекул завдяки їхній яскравій люмінесценції, що застосовується в органічних світлодіодах. Але пізніше з’ясувалося, що, коли молекули розташовані близько одна до одної, їхні неспарені електрони взаємодіють подібно до електронів в ізоляторі Мотта-Габбарда.
Яка ефективність нових сонячних елементів?
Щоб перевірити цей ефект, було створено сонячний елемент з використанням тонкої плівки P3TTM. Під впливом світла пристрій досяг практично ідеальної ефективності збору заряду, тобто практично кожен вхідний фотон перетворювався на придатний для використання електричний струм.
Традиційним органічним сонячним елементам потрібні два матеріали: один для віддачі електронів та інший для їх прийому, і цей інтерфейс обмежує ефективність. Однак нові молекули здійснюють весь процес перетворення в рамках однієї речовини. Після поглинання фотона електрон природним чином переміщається до сусідньої молекули того ж типу, створюючи поділ зарядів.
Відкриття має історичне значення, адже воно було зроблено в рік 120-річчя від дня народження Невілла Мотта, чиї роботи заклали основу сучасної фізики конденсованого стану. Для вчених бачити, як ці основоположні закони квантової механіки проявляються в абсолютно новому класі органічних матеріалів, — воістину унікальна подія.
