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惊喜发现可以彻底改变太阳能

时间：2021-09-12 13:25:02 来源：

这是用于生成飞秒激光脉冲的实验设置，它用作相机的超快“闪光”，从而可以拍摄非常快速的现象。

在一个新出版的研究中，剑桥的洞穴实验室详细讲述了可能彻底改变太阳能的惊喜发现。

由于有机材料中的波动电子惊讶地发现，研究人员已经能够调整有机纳米结构中的“一致性”，揭示了在有机太阳能电池中产生“长期收费”的关键可以彻底改变太阳能的材料。

通过使用超快摄像头，科学家们表示，他们已经观察到光进入人工又有机纳米结构后的第一阶段，发现不仅迅速形成的电荷，而且在长距离的情况下分离 - 由于波状自然而发生的现象由量子力学基本规律控制的电子。

这结果惊讶的是科学家，因为这种现象被认为是限于“完美” - 昂贵的无机结构;而不是柔软，柔性有机材料，许多人认为可以在室温下印刷的廉价的关键，这是一种非常不同的世界，从传统但昂贵的硅技术加工。

在COSSCOLLS中发表的研究揭示了新的光线，允许积极和负面收费有效分开 - 一个难以困扰科学家的重要问题 - 并采取研究人员更接近有效地模仿高效的能力收获阳光并转化为能量，即光合作用，自然世界在千禧年演变。

“这是一个非常令人惊讶的结果。这种量子现象通常被限制在无机半导体的完美晶体，并且不希望看到有机分子中的这种作用 - 这是非常无序的，并且往往是煮熟的意大利面而不是水晶的板块，“来自剑桥的Cavendish实验室，他领导了来自剑桥的同事以及加州大学的Santa Barbara的研究。

在前几个飞秒（一百万分十亿分之一）期间，每个电荷在多个分子上传播本身，而不是将其定位为单个分子。这种现象称为空间相干性，允许充电在几纳米上迅速行驶，并逃离其对着相反的充电的合作伙伴 - 这是一个初步的步骤，似乎是生成长期收费的关键。然后可以用于产生电力或化学反应。

通过小心地将分子包装在一起，团队发现，可以调整空间相干性并放大或降低 - 这种远程分离。“也许最重要的是，结果表明，由于进出了太阳能电池，这可能导致太阳能电池的能量效率，这可能导致太阳能电池的能量效率更快。”Caventish实验室的研究。

领导该项目理论部分的Alex Chin博士补充说，如果您超越了对有机太阳能电池研究的影响，这是一个明确的演示，“基本量子 - 机械流程（例如连贯性，发挥无序有机和生物系统中的重要作用，可以在新的量子技术中利用“。

剑桥的工作形成了更广泛的倡议，以利用物理学科学中的高科技知识来解决气候变化和可再生能源等全球挑战。这项倡议由英国工程和物理科学研究委员会（EPSRC）和剑桥温顿计划支持的可持续性。加利福尼亚大学在圣巴巴拉的工作得到了节能材料中心的支持，该中心由美国能源部资助的能源前沿研究中心，科学厅，基本能源科学下的奖项#dc0001009。

出版物：SimonGélinas等，“Ultrafast远程电荷分离有机半导体光伏二极管”，Science，2013; DOI：10.1126 / Science1246249.

图像：Simon Gelinas.

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