自組裝納米材料可以制造出更好的太陽(yáng)能電池

自組裝納米材料可以制造出更好的太陽(yáng)能電池

研究人員設(shè)計(jì)了新的自組裝納米材料，這些材料有望用于設(shè)計(jì)更高效，更實(shí)惠的太陽(yáng)能電池。

盡管太陽(yáng)能發(fā)電已經(jīng)走過(guò)了漫長(zhǎng)的道路，但與其他提供電力的方式相比，太陽(yáng)能收集技術(shù)仍然成本過(guò)高且效率低下，研究人員正在努力改變這種方式。

紐約城市大學(xué)(CUNY)研究生中心高級(jí)科學(xué)研究中心(ASRC)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了新的自組裝納米材料，可以幫助實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。研究人員在紐約時(shí)報(bào)新聞發(fā)布會(huì)上表示，這些材料使用稱(chēng)為單線(xiàn)裂變的過(guò)程來(lái)產(chǎn)生和延長(zhǎng)光生電子的壽命，為更有效和更實(shí)惠的太陽(yáng)能收獲提供了一條潛在的途徑。

從工業(yè)染料開(kāi)始

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早期關(guān)于通過(guò)改變常用工業(yè)染料中的一些分子而開(kāi)發(fā)的材料的研究表明，這些材料可以產(chǎn)生更多的可用電荷，并將太陽(yáng)能電池的理論效率提高到44%，博士安德魯·萊文說(shuō)。研究生中心的學(xué)生。

他在新聞發(fā)布會(huì)上解釋說(shuō)，由此產(chǎn)??生的材料“有助于提高可收獲電子的產(chǎn)量并延長(zhǎng)電子的激發(fā)態(tài)壽命，使我們有更多時(shí)間在太陽(yáng)能電池中收集它們。”

染料研究人員聯(lián)合創(chuàng)造的新材料是兩種常用的工業(yè)染料，稱(chēng)為二酮吡咯并吡咯(DPP)和萘。這種組合產(chǎn)生了六個(gè)自組裝的超結(jié)構(gòu)，科學(xué)家們使用電子顯微鏡和先進(jìn)的光譜學(xué)進(jìn)行了檢查。

他們說(shuō)，在他們的研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)，每種組合在幾何學(xué)上都存在微妙的差異，影響染料的激發(fā)態(tài)，單線(xiàn)態(tài)裂變的發(fā)生，以及可收獲電子的產(chǎn)量和壽命。

自組裝

Levine說(shuō)，這是材料設(shè)計(jì)和行為的關(guān)鍵，也是一種自組裝過(guò)程，可以使染料分子以特定的方式堆疊。這種堆疊允許已經(jīng)吸收太陽(yáng)光子的染料耦合并共享能量 - 在能源科學(xué)術(shù)語(yǔ) - 相鄰染料中被稱(chēng)為“激發(fā)”。他說(shuō)，這些染料中的電子然后分離，以便它們可以作為可收獲的太陽(yáng)能被收集。研究人員描述了最近自己的工作物品的物理化學(xué)雜志。

由于幾個(gè)原因，該研究具有重要意義。一個(gè)是它為他們提供了一個(gè)納米材料庫(kù)，可以用來(lái)收集太陽(yáng)能，該項(xiàng)目的首席研究員，獵人學(xué)院和研究中心的ASRC納米科學(xué)計(jì)劃和化學(xué)系教授A(yíng)dam Braunschweig說(shuō)。他說(shuō)，研究人員現(xiàn)在可以調(diào)整材料特性，以提高太陽(yáng)光采集的效率。

研究人員說(shuō)，這些材料的自組裝能力還可以縮短創(chuàng)造商業(yè)上可行的太陽(yáng)能電池的時(shí)間，并為這些電池提供更實(shí)惠，更省時(shí)的制造方法。

研究人員表示，該團(tuán)隊(duì)計(jì)劃通過(guò)開(kāi)發(fā)一種收獲新納米材料產(chǎn)生的太陽(yáng)能電荷的方法繼續(xù)開(kāi)展工作。這目前涉及設(shè)計(jì)可以在單線(xiàn)態(tài)裂變過(guò)程之后接受來(lái)自DPP分子的電子的萘嵌苯分子。研究人員補(bǔ)充說(shuō)，如果他們的工作成功，這些材料都將啟動(dòng)單線(xiàn)裂變過(guò)程并促進(jìn)電荷轉(zhuǎn)移到太陽(yáng)能電池中。

Elizabeth Montalbano是一位自由撰稿人，撰寫(xiě)了20年的技術(shù)和文化。她曾在鳳凰城，舊金山和紐約市作為專(zhuān)業(yè)記者生活和工作。在空閑時(shí)間，她喜歡沖浪，旅游，音樂(lè)，瑜伽和烹飪。她目前居住在葡萄牙西南海岸的一個(gè)村莊。