米国のコロンビア大学の研究者は、Nature・Chemistry誌に新しい方法を発表しました。この方法では、一重項分裂を使用してより多くのエネルギーを生成し、太陽電池の効率を改善できます。
磁場データは、一重項分裂によって生成された励起子の形成と崩壊を示しています
磁場データは、一重項分裂によって生成された励起子の形成と崩壊を示しています
この論文では、研究チームは関連する有機分子の設計を詳細に説明しました。この有機分子は、一重項分裂プロセスにより、1つの光子で2つの励起子を生成できます。励起子は、無機励起子よりも非常に速く生成され、寿命がはるかに長くなります。これにより、各光子が吸収された後に太陽電池で生成された電流が増幅されます。 「一重項分裂材料の新しいデザインルールを発見しました。これにより、これまでで最も効果的で技術的に実行可能な分子内一重項分裂材料を開発できました。より効率的な太陽電池の基礎を築きます。」
カンポスは、ソーラーパネルも同じように機能すると説明しました。光子が励起子を生成し、それが電流に変換されます。ただし、一部の分子は、一重項分裂によって単一光子で2つの励起子を生成できます。このような分子の最大の課題は、2つの励起子の「生存時間」が非常に短い（数十ナノ秒）ことです。それらを電気の形で集めることは困難です。
カンポスと同僚は、2つの長寿命励起子をすばやく生成できる有機分子を設計しました。この大きな進歩は、次世代のソーラー技術だけでなく、光触媒化学反応、センサー、イメージング技術にも使用できます。カンポスは、励起子を使用して化学反応を活性化し、医薬品、プラスチックなどの製品を生産できると説明しました。カンポスは、「以前は、励起子の生成は遅いか短命でした。初めて、一重項分裂がより長寿命の双励起子を迅速に生成できることを実証しました。これは、単一分子の励起子の基礎研究だけではありません下位行動はドアを開き、光信号の増幅を伴うデバイスでそれらを使用する方法を理解するための新しい視野を開きます。
カンポスは、ソーラーパネルも同じように機能すると説明しました。光子が励起子を生成し、それが電流に変換されます。ただし、一部の分子は、一重項分裂によって単一光子で2つの励起子を生成できます。このような分子の最大の課題は、2つの励起子の「生存時間」が非常に短い（数十ナノ秒）ことです。それらを電気の形で集めることは困難です。
カンポスと同僚は、2つの長寿命励起子をすばやく生成できる有機分子を設計しました。この大きな進歩は、次世代のソーラー技術だけでなく、光触媒化学反応、センサー、イメージング技術にも使用できます。カンポスは、励起子を使用して化学反応を活性化し、医薬品、プラスチックなどの製品を生産できると説明しました。カンポスは、「以前は、励起子の生成は遅いか短命でした。初めて、一重項分裂がより長寿命の双励起子を迅速に生成できることを実証しました。これは、単一分子の励起子の基礎研究だけではありません下位行動はドアを開き、光信号の増幅を伴うデバイスでそれらを使用する方法を理解するための新しい視野を開きます。
