Recentemente, Jiang Jun, um grupo de pesquisa liderado por Luo Yi, professor do Centro Nacional de Pesquisa em Ciências da Ciência dos Materiais de Microscala da Universidade de Ciência e Tecnologia da China, apresentou o primeiro projeto de células solares moleculares orgânicas com um interruptor adaptativo por cálculos de primeiros princípios. Custo, eficiência, adaptabilidade.
Embora as células solares baseadas em moléculas orgânicas tenham muitas vantagens, como grandes fontes de materiais, baixo custo, processo simples, boa flexibilidade, fácil produção em massa, leve e macia, fácil de transportar, biodegradável e poluição ambiental, etc., A eficiência de conversão fotoelétrica não é alta, em comparação com as células solares semicondutoras inorgânicas ainda é uma grande lacuna. Isso ocorre porque a luz absorvida por moléculas orgânicas, embora da porção doadora à transferência de carga ocorra, mas as moléculas orgânicas contidas A mobilidade dos átomos é relativamente baixa, e os elétrons excitados energéticos são muitas vezes presos na mesma molécula pequena, o que facilita a recombinação dos elétrons e dos buracos que não foram completamente separados, reduzindo significativamente a eficiência final da conversão fotoelétrica.
O grupo de pesquisa de Jiang Jun tem sido dedicado ao campo das moléculas funcionais optoeletrônicas e do projeto do sistema fotocatalítico e da pesquisa de simulação, com foco na força motriz chave do movimento de elétrons, com base em simulação de projeto estrutural dos primeiros princípios para regular a evolução dos elétrons excitados pela luz neste No segundo estudo, o azobenzeno, uma molécula de interruptor óptico, foi inserido em um sistema típico dador-aceitador (complexo de terpiridilplatino) para formar um sistema doador-aceitador doador-óptico. Anteriormente, A molécula possui uma configuração conjugada planar que absorve a luz visível e produz elétrons excitados que são rapidamente transferidos de azobenzeno e doadores para níveis de energia mais baixos (cerca de 2 picosegundos), elétrons que perdem elétrons A barreira de isomerização cis-trans de moléculas de azobenzeno será reduzida e a transição de trans para cis ocorre espontaneamente na ordem do picosecond-nanosegundo. A transformação da configuração molecular leva à conjugação do sistema O vandalismo, a condutividade também é bastante reduzido, a energia do aceitador excitada pelo elétron não pode retornar o azobenzeno e doador, de modo que o elétron e o buraco foram armazenados no receptor e no doador, respectivamente, para conseguir uma separação de carga eficiente ( A vida de estado excitada é micro Ordem), quando o elétron excitado é consumido (no eletrodo), a molécula retorna ao estado fundamental, o azobenzeno ainda está na configuração cis, a molécula cis pode absorver luz clara visível devido às suas próprias características Para a configuração de trans e começar a próxima rodada de ciclismo.
O sistema inibe o processo de recombinação de carga em células solares orgânicas e consegue uma eficiente separação de carga e troca automática de condutividade molecular e é o primeiro projeto de células solares orgânicas com interruptores adaptativos. Além disso, o sistema doador-foto-switch-acceptor Não se limita a moléculas complexas de azobenzeno e terpiridina platina, mas outras moléculas de interruptores ópticos e sistemas de aceitação de dadores também podem ser usados neste sistema complexo. Este projeto usa moléculas pequenas orgânicas como materiais para resolver o problema da energia solar orgânica Na bateria, a recombinação e a condutividade de carga não podem ser facilmente trocadas, e são fornecidas idéias de pesquisa para a síntese de sistemas orgânicos moleculares de baixo custo e facilidade para aplicações em larga escala em células solares e fotocatálise.
Resultados relevantes da pesquisa publicados nas "Letras de Química Física", doutorado Wu Ziyue, Dr. Cui Peng, Zhang Guozhen co-autor principal, Jiang Jun para o autor correspondente. Esta pesquisa tem sido o projeto nacional de pesquisa básica e desenvolvimento do projeto de jovens cientistas, a natureza nacional Fundo de Ciência, Academia Chinesa de Ciências, piloto estratégico de ciência e tecnologia de financiamento.
