Excitons excitantes

ago - 21
2019

Excitons excitantes

Uma equipe de pesquisa da Universidade de Columbia projetou moléculas orgânicas que podem produzir excitons com um ciclo de vida mais longo do que equivalentes inorgânicos. Os excitons têm o potencial de amplificar a quantidade de eletricidade gerada pelos fótons que uma célula solar absorve.

Cientistas da Columbia University nos EUA alegam ter criado uma nova regra de design para materiais de fissão singlete que poderia levar a eficiências drasticamente melhoradas para células solares e outros dispositivos fotovoltaicos.

No estudo Fissura intra-molecular intramolecular ultra-rápida para multiexcitons persistentes por design molecular, publicado na Nature Chemistry, os pesquisadores explicaram que os materiais consistem em moléculas orgânicas especialmente projetadas, que dizem ser capazes de gerar dois excitons por fótons de luz. Isso é possível graças à fissão de singleto, um processo fotofísico em moléculas e agregados moleculares através do qual um exciton singlet gerado pela irradiação se divide em dois excitons tripletos.

Dois pelo preço de um

O poder revolucionário de tal duplicação de excitons é particularmente interessante para a indústria solar. Nos painéis fotovoltaicos convencionais, um fóton de luz pode gerar apenas um exciton. Quando dois excitons são gerados, no entanto, eles têm vidas muito mais curtas do que seus equivalentes únicos, limitando sua capacidade de converter luz em eletricidade.

Os autores da nova pesquisa, no entanto, afirmam que sua regra de design para materiais de fissão singlete permitiu que eles criassem os materiais de fissão de singlete intramoleculares mais eficientes e tecnologicamente úteis até hoje.

“Este trabalho é o primeiro a mostrar que a fissão singlet pode gerar rapidamente dois excitons que podem viver por um tempo muito longo”, disse o coordenador da pesquisa, Luis Campos. “Isso abre a porta para estudar fundamentalmente como esses excitons se comportam enquanto se sentam em moléculas individuais e também para entender como eles podem ser eficientemente usados ​​em dispositivos que se beneficiam de sinais amplificados por luz.”

De acordo com outro estudo recente dos EUA, a fissão singlete tem o potencial de aumentar a eficiência teórica das células solares de 33% para 44%.

A fissão de singlete já foi usada em vários projetos de pesquisa para reduzir as perdas de termofixação em células solares convencionais.

Fonte: PV Magazine

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