Підривний органічний радикал може революціонізувати ефективність сонячної енергії

Новий прорив у сонячній енергетиці: органічні молекули на службі майбутнього

У світі сонячної енергетики з’явився новий лідер, завдяки дослідникам з університету Кембридж, які відкрили інноваційний спосіб використання органічних молекул для збору сонячного світла та генерації електрики. Цей новий підхід може суттєво змінити матеріали, які ми використовуємо в технологіях сонячної енергії наступного покоління.

У центрі уваги дослідження – спеціально розроблений органічний напівпровідник P3TTM. Цей матеріал здатний відтворювати фізичні явища, які раніше було можливо спостерігати тільки в неорганічних металевих оксидах. Поєднуючи принципи органічної хімії та фізики конденсованого стану, P3TTM пропонує простіший, легший та економічніший шлях для генерації сонячної енергії.

Інноваційна структура P3TTM

P3TTM є спін-радикальною органічною молекулою з одним неспареним електроном у своїй структурі. Розроблений в співробітництві між синтетичною хімією професора Хуго Бронштейна і фізикою напівпровідників професора сера Річарда Френда, цей матеріал спочатку був призначений для органічних світлодіодів. Проте нове дослідження виявило його інноваційні можливості – при щільному пакуванні молекули P3TTM демонструють поведінку, подібну до ізоляторів Мотта-Габбарда, що значно збільшує ефективність збірки світлових частинок.

Максимізація ефективності збору

Конфігурований як сонячна батарея, тонка плівка P3TTM досягає майже ідеальної ефективності у збиранні заряджених частинок. Це означає, що практично кожен фотон світла перетворюється на електрику. На відміну від традиційних органічних сонячних батарей, які вимагають використання двох матеріалів для перенесення електронів і дірок, P3TTM забезпечує внутрішнє розділення зарядів завдяки своїй унікальній електронній структурі.

Значення відкриття

Цей винахід має велике символічне значення. Професор сер Річард Френд, який був учнем сера Невілла Мотта, відкриває новий погляд на теорії свого вчителя: “Це дійсно особливо, бачити, як ідеї Мотта реалізуються в сучасній органічній системі, що може перетворити світло в електрику”. Тим часом професор Хуго Бронштейн зауважує: “Ми не просто покращуємо старі конструкції. Ми пишемо нову главу в підручнику, демонструючи, що органічні матеріали можуть самостійно генерувати заряд”.

Це інноваційне дослідження змушує переглянути наші уявлення про можливості органічних матеріалів і відкриває нові перспективи для розвитку стійкої,