सौर कोशिकाओं से अधिक बिजली, और तथाकथित सिंग्लेट विखंडन के आगे के अध्ययन के उत्पन्न यह फ्रेडरिक है - अलेक्जेंडर - अरलैंगेन - न्यूरेमबर्ग विश्वविद्यालय (एफएयू) वैज्ञानिकों चल रहे एक एक संयुक्त अनुसंधान परियोजना का हिस्सा है, परियोजना Evanston परिसर Argonne में नॉर्थवेस्टर्न विश्वविद्यालय के साथ है - नवीनतम अनुसंधान के लिए धन्यवाद - नॉर्थवेस्टर्न सौर ऊर्जा अनुसंधान केंद्र का आयोजन किया (ANSER) सहयोग सिंग्लेट विखंडन बहुत सौर कोशिकाओं की दक्षता में सुधार कर सकते हैं यह संभव होने के करीब एक कदम है। ये निष्कर्ष वैज्ञानिक पत्रिका रसायन विज्ञान में प्रकाशित हुए थे।
वैश्विक ऊर्जा की खपत तेजी से बढ़ रही है, और इस वृद्धि की प्रवृत्ति आने वाले वर्षों में जारी रहेगा। आदेश में मांग करते हुए पर्यावरण की रक्षा को पूरा करने, सौर, पवन, जल और बायोमास और अन्य अक्षय ऊर्जा स्रोतों तेजी से महत्वपूर्ण होते जा रहे हैं। हालांकि, 2017 में जर्मनी में कुल बिजली उत्पादन में से केवल 6% फोटोवोल्टिक सिस्टम से आए थे, और हमारी मौजूदा सिलिकॉन आधारित प्रौद्योगिकियां तेजी से अपनी सीमा तक पहुंच रही हैं।
सिलिकॉन आधारित फोटोवोल्टिक तकनीक तेजी से इसकी सीमा तक पहुंच रही है (चित्र इंटरनेट से आते हैं)
बिजली उत्पन्न करने के लिए सौर कोशिकाओं का उपयोग करना
सौर कोशिकाओं 25% तक अक्षम विद्युत ऊर्जा पहलुओं में सौर ऊर्जा में परिवर्तित। केवल 20% की उनकी वर्तमान क्षमता। यह कहता है नए तरीके में काफी सौर कोशिकाओं के प्रदर्शन में सुधार और अधिक बिजली का उत्पादन करने के लिए। जवाब भौतिक और रासायनिक प्रक्रिया में हो सकता है खोज है, जो बहुत सौर कोशिकाओं की दक्षता में सुधार होगा। एफएयू और ANSER केंद्र वैज्ञानिकों ने एक आशाजनक विधि है, जो (EFI) संयुक्त अनुसंधान परियोजनाओं उभरते हुए क्षेत्र में अपनी योजना का हिस्सा है की खोज की है। शोधकर्ताओं ने अध्ययन किया तथाकथित सिंगलेट विखंडन (एसएफ) तंत्र, यानी, एक फोटॉन दो इलेक्ट्रॉनों को उत्तेजित करता है।
सिंगलेट विखंडन की बेहतर समझ है
के बारे में पचास साल पहले के सिद्धांत सिंग्लेट विखंडन की खोज की थी, लेकिन काफी कार्बनिक सौर कोशिकाओं की दक्षता में सुधार करने के लिए अपनी क्षमता केवल था केवल एक दशक पहले संयुक्त राज्य अमेरिका में वैज्ञानिकों द्वारा मान्यता प्राप्त है। तब से, शोधकर्ताओं ने दुनिया भर में काम कर रहा है और अधिक गहराई से ANSER केन्द्र से बुनियादी प्रक्रियाओं और प्रोफेसर माइकल वेज़ीलेव्स्की पीछे जटिल प्रक्रिया की समझ, है FAU के शोधकर्ताओं -। एक प्रकार की कटार प्रोफेसर Guldi, कार्बनिक रसायन भौतिक रसायन विज्ञान के प्रोफेसर रिक अध्यक्ष Tykwinski के अध्यक्ष (Eerbota विश्वविद्यालय, कनाडा), सैद्धांतिक ठोस अवस्था भौतिकी प्रोफेसर डॉ माइकल Thoss (अल्बर्ट-Ludwigs-यूनिवर्सिटैट फ्रीबर्ग) और कंप्यूटर रसायन विज्ञान केंद्र (सीसीसी) के प्रोफेसर टिम क्लार्क अब सिंग्लेट विखंडन (एस एफ) के कुछ महत्वपूर्ण पहलुओं को स्पष्ट करने की कोशिश कर रहे हैं।
प्रक्रिया की विस्तृत समझ
जब सूर्य के प्रकाश का सामना करना पड़ा और आणविक अवशोषण से फोटॉनों, एक अणु इलेक्ट्रॉन ऊर्जा स्तर एक फोटोन के अवशोषण में वृद्धि हो जाएगी, कार्बनिक अणुओं इसलिए संक्रमण उच्च ऊर्जा राज्य। फिर, इस सौर सेल का उपयोग कर अस्थायी रूप से एक में संग्रहित किया जा सकता ऊर्जा विद्युत ऊर्जा अणु पैदा होता है। सबसे अच्छा पारंपरिक सौर कोशिकाओं वाहक के रूप में प्रति फोटोन ऊर्जा इलेक्ट्रॉनों उत्पादित कर रहे हैं। हालांकि, अगर चयनित यौगिक एक डिमर, पड़ोसी अणुओं से दो इलेक्ट्रॉनों है एक उच्च करने के लिए परिवर्तित किया जा सकता है ऊर्जा राज्य। सामान्य तौर पर, एक फोटोन दो उत्साहित इलेक्ट्रॉनों, जो बारी में दो इलेक्ट्रॉन वर्तमान उत्पन्न करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता उत्पादन कर सकते हैं। इस प्रक्रिया सिंग्लेट विखंडन (एस एफ), के रूप में जाना जाता है जो आदर्श मामले में बहुत एफएयू और दवा की दुकानों और भौतिकविदों और अधिक विस्तार में संभावित तंत्र की सौर सेल। ANSER केंद्र के प्रदर्शन में सुधार, ताकि एस एफ प्रक्रिया का एक व्यापक समझ के साथ कर सकते हैं।
सिंग्लेट विखंडन (एस एफ) दो प्रक्रियाओं की एक त्रिक करने के लिए एक सिंग्लेट उत्तेजित अवस्था में बदल जाती है। तीन प्रमुख निष्कर्षों
पहले कदम के अध्ययन के रूप में, अणु के दो उत्पादन इकाइयों pentene डिमर से वैज्ञानिकों। इस तरह के हाइड्रोकार्बन एक सिंग्लेट विखंडन बहुत आशाजनक विकल्प की एक सौर सेल में इस्तेमाल किया जा माना जाता है। तो फिर वे तरल प्रकाश के संपर्क में है, और स्पेक्ट्रोस्कोपी तरीकों की एक किस्म का उपयोग इंट्रामोलीक्युलर photophysical प्रक्रियाओं का अध्ययन करने के लिए।
इस तीन दूरगामी समझ के साथ एक अणु में सिंग्लेट विखंडन के शोधकर्ताओं तंत्र अनुमति देता है। पहला, वे सफलतापूर्वक एस एफ के लिए कुशल युग्मन के लिए प्रभारी हस्तांतरण के एक उच्च राज्य का प्रदर्शन आवश्यक। दूसरा, वे सत्यापित वे हाल ही में बनाया है और प्रकाशित सिंग्लेट विखंडन मॉडल (डोई: 10.1038 / ncomms15171)। तीसरे और अंतिम, वे प्रदर्शन किया है कि एस एफ दक्षता काफी दो सब यूनिटों pentene युग्मन की ताकत के साथ सहसंबद्ध।
शोधकर्ताओं के निष्कर्षों को दिखाने सावधान योजना और एस एफ सामग्री के डिजाइन के महत्व। यह एस एफ आधारित फोटोवोल्टिक विद्युत उत्पादन प्रणाली का उपयोग करने में एक महत्वपूर्ण मील का पत्थर है। हालांकि, प्राप्त करने के लिए या व्यावहारिक अनुप्रयोग के करीब है, अभी भी आगे बुनियादी अनुसंधान की आवश्यकता है।
