Ученые из Технического университета Дрездена и Университета Хасселт в Бельгии исследовали физические причины, ограничивающие эффективность новых солнечных элементов на основе органических молекулярных материалов. В настоящее время напряжение таких клеток слишком низкий — одна из причин их относительно низкая эффективность. В своем исследовании, исследуя колебания молекул в тонких пленках, ученым удалось показать, что фундаментальные квантовые эффекты, так называемой нулевой точке колебаний, могут внести существенный вклад в потери напряжения. Исследование было опубликовано в журнале Nature связи.
В своем исследовании, исследуя колебания молекул в тонких пленках, ученым удалось показать, что фундаментальные квантовые эффекты, так называемой нулевой точке колебаний, могут внести существенный вклад в потери напряжения. Исследование было опубликовано в журнале Nature связи.
Солнечные батареи-это точка кристаллизации большие надежды на необходимости преобразований в глобальном производстве энергии. Органические фотопреобразователи (ОПВ), которая базируется на органических, то есть углеродистых материалов, может быть идеально подходят, чтобы стать важным элементом в энергетическом балансе «возобновляемые источники энергии», потому что им экологического баланса, по сравнению с обычными на основе кремния, модули и только небольшое количество материала необходимое для производства тонких пленок. Однако, дальнейшее увеличение эффективности необходимо. Он основан на различных характерных значений, таких как напряжение холостого хода, которого слишком низкие значения являются в настоящее время основной причиной по-прежнему довольно умеренной эффективности ОПВ.
Исследования физических причин для этого, включая колебания молекул в тонких пленках. Было показано, что так называемые нулевые колебания точки-эффект квантовой физики, которая характеризует движение в абсолютный температурный ноль-может оказать существенное влияние на потери напряжения. Была продемонстрирована прямая связь между свойствами молекул и макроскопических свойств устройства. Полученные результаты дают важную информацию для дальнейшего развития и совершенствования новых органических материалов.
Низкой энергии края оптического поглощения имеет решающее значение для производительности солнечных батарей, но в случае органических солнечных элементов с различных факторов пока не вполне понятен. В настоящем исследовании микроскопических происхождение полос поглощения в молекулярных системах купажа и их роль в органических солнечных элементов исследовано. Акцент был сделан на температурной зависимости характеристик поглощения, который был теоретически исследован при рассмотрении молекулярных колебаний. Моделирования очень хорошо согласуются с экспериментально измеренными спектрами поглощения, что приводит к целому ряду важных выводов.
Авторы обнаружили, что нулевые колебания, обусловленные электрон-фононного взаимодействия, вызывают значительные полосы поглощения. Это приводит к переизлучения части энергии, которая не используется и, следовательно, уменьшает напряжение холостого хода. Эти потери напряжения, теперь могут быть предсказаны с электронных и электронно-колебательных молекулярных параметров. Необычно то, что этот эффект очень силен, даже при комнатной температуре и может значительно снизить эффективность органических солнечных батарей. Какие стратегии, чтобы уменьшить эти вибрации-индуцированной потери напряжения могут быть применены обсуждается авторами для большего числа систем и различных геометрий гетероперехода.
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!