Недавно Цзян Цзюнь, исследовательская группа, возглавляемая Ло Йи, профессором Национального научно-исследовательского центра микромасштабной науки о материалах в Университете науки и технологий Китая, выдвинула первый органический молекулярный проект солнечных элементов с адаптивным переключателем по первым принципам расчетов. Стоимость, эффективность, приспособляемость.
Хотя солнечные элементы на основе органических молекул обладают многими преимуществами, такими как широкие источники материалов, низкая стоимость, простой процесс, хорошая гибкость, легкое массовое производство, легкое и мягкое, легко переносимое, биоразлагаемое и загрязнение окружающей среды и т. Д. Эффективность фотоэлектрического преобразования невелика, по сравнению с неорганическими полупроводниковыми солнечными батареями по-прежнему является большой щелью. Это связано с тем, что свет поглощается органическими молекулами, хотя от донорной части к переносу заряда происходит, но органические молекулы содержат Подвижность атомов относительно невелика, и энергичные возбужденные электроны часто захватываются в одной и той же малой молекуле, что позволяет легко рекомбинировать электроны и дыры, которые не были полностью разделены, что значительно снижает эффективность конечного фотоэлектрического преобразования.
Исследовательская группа Цзян Цзюнь долгое время была посвящена фотоэлектрическим функциональным молекулам и фотокаталитической системе проектирования и моделирования поля, сосредоточившись на ключевой движущей силе электронного движения, основанной на первом принципе моделирования структурного проектирования для регулирования эволюции электронов после возбуждения светом. Во втором исследовании азобензол, молекула оптического переключателя, был вставлен в типичную донорно-акцепторную систему (комплекс терпиридилплатины) с образованием донорно-оптической переключающей-акцепторной системы. Во-первых, Молекула имеет планарную сопряженную конфигурацию, которая поглощает видимый свет и создает возбужденные электроны, которые быстро переносятся из азобензола и доноров на более низкие энергетические уровни (около 2 пикосекунд), электроны, которые теряют электроны Цис-транс-изомеризационный барьер молекул азобензола будет уменьшаться, а переход от транс к цис спонтанно будет происходить порядка пикосекунд-наносекунд. Преобразование молекулярной конфигурации приводит к сопряжению системы Вандализм, проводимость также значительно снижается, энергия акцептора, возбуждаемого электроном, не может возвращать азобензол и донор, поэтому электрон и дырка хранили в рецепторе и доноре соответственно для достижения эффективного разделения заряда ( Возбужденная государственная жизнь - это микро Порядок), когда поглощенный электрон расходуется (в электрод), молекула возвращается в основное состояние, азобензол все еще находится в цис-конфигурации, цис-молекула может поглощать видимый свет за счет собственных характеристик Для транс-конфигурации и начать следующий раунд велоспорта.
Система ингибирует процесс рекомбинации заряда в органических солнечных элементах и обеспечивает эффективное разделение заряда и автоматический переключатель молекулярной проводимости и является первой конструкцией органических солнечных элементов с адаптивными переключателями. Кроме того, система-донор-фото-переключатель-акцептор Это не ограничивается молекулами комплекса азобензола и терпиридина платины, но в этой сложной системе также могут использоваться другие молекулы оптического переключателя и донорно-акцепторные системы. В этой конструкции используются органические малые молекулы в качестве материалов для решения проблемы органической солнечной энергии В батарее рекомбинация заряда и проводимость не могут быть легко переключены, и предлагаются исследовательские идеи для недорогого и легкого синтеза органических молекулярных систем для крупномасштабных применений в солнечных батареях и фотокатализа.
Результаты исследования опубликованы в «Physical Chemistry Letters,» докторант Ву полночь, доктор Цуй Пэн, Чжан Guozhen является соавтором первого автора, Цзян июня соответствующий автор. Исследование было поддержано Национальным программы фундаментальных исследований молодых ученых тематических проектов, Национальный природный Научный фонд, Китайская академия наук, стратегическое пилотное финансирование науки и техники.
