A divisão da energia do fóton é feita diretamente por duas moléculas, não por meio de um estado excimer (em vermelho). Os materiais de fissão singlete devem evitar a formação de excímeros para atingir todo o potencial de aumento da conversão de energia fotovoltaica. Crédito:Professor Timothy Schmidt
Pesquisadores do ARC Center of Excellence in Exciton Science fizeram uma descoberta importante com implicações significativas para o futuro do design de materiais de células solares.
O time, liderado pelo professor Timothy Schmidt na UNSW, tem procurado maneiras de capturar a energia da luz visível que atualmente é desperdiçada devido às limitações do silício, que só consegue acessar aproximadamente 25% do espectro solar. Ilustrar, o silício por si só é capaz de usar cerca de metade da energia da luz verde, que é o pico do espectro solar em termos de disponibilidade de energia.
Uma das maneiras de reduzir esse desperdício é por meio do design de materiais que podem ser revestidos sobre silício para capturar parte da energia da luz que o silício não consegue. Ao incorporar a fissão de exciton singleto, um processo que gera dois excitons a partir de um único fóton, espera-se que a eficiência das células solares de silício possa ser aumentada para além de 30%.
O trabalho, publicado em Química da Natureza , examina o papel de uma pessoa de curta duração (~ 8 bilionésimos de segundo), O complexo molecular excitado é chamado de excímero na fissão de exciton singleto e reverte o pensamento anterior, demonstrando que esses materiais de fissão singlete devem evitar a formação de excímero para atingir o potencial total na intensificação da conversão de energia fotovoltaica.
O professor Schmidt explica, "À medida que buscamos encontrar maneiras de reduzir o custo da captação de energia solar, devemos projetar materiais que evitem a formação de excímeros. "
"A fissão de exciton singleto tem uma enorme promessa para melhorar a eficiência das células solares, mas sua dinâmica é complexa e não é bem compreendida. Ao comparar o processo de fissão quando é executado tanto para frente quanto para trás, Schmidt, et al. realizaram um teste notavelmente simples de teorias para o mecanismo de fissão de excitons ", comenta o professor Marc A. Baldo, membro do Comitê Consultivo Científico Internacional do Centro e Diretor do Centro de Excitônica do MIT.
"O resultado sugere que o que foi considerado anteriormente como um intermediário no processo de fissão pode, na verdade, ser uma fonte de perda. Com esse entendimento, Schmidt, et al. propor um novo direcionamento importante em nossa busca por materiais que possibilitem células solares de maior eficiência. "
