Зробити резюме статті:
Чатгпт
Команда створила експериментальний сонячний елемент із плівки P3TTM і зафіксувала майже ідеальну ефективність перетворення (Фото: pixabay)
Вони вперше виявили прихований квантовий механізм в органічному напівпровіднику, здатний перетворювати світло на електроенергію набагато ефективніше, ніж традиційні матеріали.
Дослідники з кафедри хімії та фізики університету виявили, що органічний спін-радикальний напівпровідник P3TTM має властивість, яку раніше вважали характерною лише для неорганічних металевих оксидів. Це відкриття може дозволити створювати легкі, дешеві та екологічні сонячні панелі з одного матеріалу, без потреби у складних багатошарових структурах.
У центрі P3TTM міститься неспарений електрон, який визначає особливі магнітні та електронні властивості молекули. Коли такі молекули зближуються, їхні електрони починають взаємодіяти за принципом, подібним до ізолятора Мотта-Габбарда — фундаментального поняття квантової фізики. Поглинаючи світло, один із електронів «перескакує» до сусідньої молекули, утворюючи позитивний і негативний заряди, які можна використовувати для створення електричного струму.
Команда створила експериментальний сонячний елемент із плівки P3TTM і зафіксувала майже ідеальну ефективність перетворення — майже кожен фотон світла перетворювався на електричний заряд. Для порівняння, у звичайних органічних сонячних елементах це відбувається лише на межі двох різних матеріалів, що знижує загальну продуктивність.
Доктор Петрі Мурто розробив структури, які дозволяють налаштовувати взаємодію між молекулами й енергетичний баланс, необхідний для ефективного розділення зарядів. За словами професора Г’юго Бронштейна, це відкриття може започаткувати нову еру в електроніці та сонячній енергетиці — коли дешеві органічні матеріали замінять складні неорганічні системи.
Дослідження має й символічне значення. Один із його авторів, професор сер Річард Френд, у молодості співпрацював із лауреатом Нобелівської премії сером Невілом Моттом — фізиком, чиї роботи заклали основи сучасної квантової теорії твердого тіла. Відкриття кембридзької групи стало своєрідним продовженням його ідей через 120 років після народження вченого.