.jpg)
太阳能电池需要两种化学性质不同的供体和受体材料的存在从太阳能产生电流。亚博网站下载格拉茨大学的研究人员现在的技术证明了供体和受体的电子属性可以在本地操作在一个单一的材料,安排其极性基团以一种固定的模式。
设计新颖的发现有很大潜力的有机太阳能电池也意识到新的量子结构提供了可能。
太阳能电池的工作原理是基于一个电子空穴对的产生,然后分开的太阳能电池产生电能。分离是意识到所谓的供体和受体构建块的半导体太阳能电池材料,与捐赠者部分展品备用电子和缺乏电子受体组成部分。
怎么可能给出电子供体材料,以及可能的受体材料电子是由电离作用的能量和电子亲和能的材料。亚博网站下载传统上,调优这些属性是唯一的方法来调整太阳能电池的电子空穴分离。
订阅我们的能量储存技术简报
调优电子水平的材料安排极组以一种固定的模式
现在,固体物理研究所的研究人员在奥地利格拉茨技术大学发现了一种方法来控制充电运营商在一个单一的半导体材料通过转移材料中的电子水平在不同的位置使用集体静电效应。以这种方式,他们可以模拟太阳能电池中使用的新的情况。
他们的方法的优点是电子水平可连续调谐范围广泛,,只有一个材料需要使用。这项研究最近发表在高影响力杂志上先进材料亚博网站下载。
计算模拟通常用来理解现有材料中电子的影响和改善他们的建议方法。亚博网站下载埃格伯特Zojer首席研究员,博士生Veronika Obersteiner和他们的同事计算模拟了相当大的一步,提出一个全新的方式来控制材料的电子性质。亚博网站下载
这是通过装配中的极性基团材料以常规的方式,导致一个重叠的电场,使集体静电效应。
集体静电效应导致一些地方在材料表现出高和其他低静电能量。高或低能量水平的地区,是依赖于极性基团的偶极矩和他们互相位于多远。
“静电设计理念的基本方法是修改的电子态半导体通过定期安排偶极组。通过这种方式,我们可以在本地操作能量水平控制。在这一过程中,我们不要试图找到绕过这些影响的方法,这是不可避免的接口。相反,我们有意地使用他们自己的目的”,评论Zojer。
优化电荷传输是可能在1 d, 2 d和3 d各种材料亚博网站下载
Zojer周围的团队一直在研究这个主题。首先,他们证明了静电设计分子层,例如黄金电极。科学家们预测能源材料的变化,通过单层膜电荷传输确实可以调谐实验。在第二步中,应用二维材料石墨烯的概念。
目前的研究也证明了静电操纵在一个三维材料工作。“这项工作是我们密集的研究高潮的静电设计材料”,Zojer说。亚博网站下载
模范的三维演示共价有机网络,研究人员可以调整能源水平通过集体静电效应。这为电子和空穴创造了空间限制路径。“这样,电荷载体可以,例如,被分离和电子材料可以根据需要设计”的属性,Zojer说。
研究人员强调,静电的方法并不局限于某个类的材料,但它可以实现在任何类型的结构(有机和无机),定期安排偶极子可以意识到的地方。亚博网站下载
有机太阳能电池,这意味着他们可能没有化学不同的供体和受体组件制作的。相反,极性基团的有机材料可以安排的方式提供了所需的电子空穴分离。此外,能量水平会不断调整。
静电设计在三维材料也可以用来实现复杂的量子结构,如量子级联,quantum-chec亚博网站下载kerboards。“只有材料设计师的想象力可以设置限制我们的概念”,Zoje亚博网站下载r说。
来源:
- 诉Obersteiner et al。(2017)静电设计3 d共价有机网络,先进材料,1700888,DOI: 10.1002 / adma.201700888。亚博网站下载
- 图片来源:Shutterstock.com/sakkmesterke
免责声明:这里的观点是作者表达他们的私人能力,不一定代表AZoM.com T /有限的观点AZoNetwork这个网站的所有者和经营者。这个声明的一部分条款和条件本网站的使用。