自组装纳米材料可以制造出更好的太阳能电池

自组装纳米材料可以制造出更好的太阳能电池

研究人员设计了新的自组装纳米材料，这些材料有望用于设计更高效，更实惠的太阳能电池。

尽管太阳能发电已经走过了漫长的道路，但与其他提供电力的方式相比，太阳能收集技术仍然成本过高且效率低下，研究人员正在努力改变这种方式。

纽约城市大学(CUNY)研究生中心高级科学研究中心(ASRC)的一个团队开发了新的自组装纳米材料，可以帮助实现这一目标。研究人员在纽约时报新闻发布会上表示，这些材料使用称为单线裂变的过程来产生和延长光生电子的寿命，为更有效和更实惠的太阳能收获提供了一条潜在的途径。

从工业染料开始

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早期关于通过改变常用工业染料中的一些分子而开发的材料的研究表明，这些材料可以产生更多的可用电荷，并将太阳能电池的理论效率提高到44%，博士安德鲁·莱文说。研究生中心的学生。

他在新闻发布会上解释说，由此产​​生的材料“有助于提高可收获电子的产量并延长电子的激发态寿命，使我们有更多时间在太阳能电池中收集它们。”

染料研究人员联合创造的新材料是两种常用的工业染料，称为二酮吡咯并吡咯(DPP)和萘。这种组合产生了六个自组装的超结构，科学家们使用电子显微镜和先进的光谱学进行了检查。

他们说，在他们的研究中，研究人员发现，每种组合在几何学上都存在微妙的差异，影响染料的激发态，单线态裂变的发生，以及可收获电子的产量和寿命。

自组装

Levine说，这是材料设计和行为的关键，也是一种自组装过程，可以使染料分子以特定的方式堆叠。这种堆叠允许已经吸收太阳光子的染料耦合并共享能量 - 在能源科学术语 - 相邻染料中被称为“激发”。他说，这些染料中的电子然后分离，以便它们可以作为可收获的太阳能被收集。研究人员描述了最近自己的工作物品的物理化学杂志。

由于几个原因，该研究具有重要意义。一个是它为他们提供了一个纳米材料库，可以用来收集太阳能，该项目的首席研究员，猎人学院和研究中心的ASRC纳米科学计划和化学系教授Adam Braunschweig说。他说，研究人员现在可以调整材料特性，以提高太阳光采集的效率。

研究人员说，这些材料的自组装能力还可以缩短创造商业上可行的太阳能电池的时间，并为这些电池提供更实惠，更省时的制造方法。

研究人员表示，该团队计划通过开发一种收获新纳米材料产生的太阳能电荷的方法继续开展工作。这目前涉及设计可以在单线态裂变过程之后接受来自DPP分子的电子的萘嵌苯分子。研究人员补充说，如果他们的工作成功，这些材料都将启动单线裂变过程并促进电荷转移到太阳能电池中。

Elizabeth Montalbano是一位自由撰稿人，撰写了20年的技术和文化。她曾在凤凰城，旧金山和纽约市作为专业记者生活和工作。在空闲时间，她喜欢冲浪，旅游，音乐，瑜伽和烹饪。她目前居住在葡萄牙西南海岸的一个村庄。