Ученые добились увеличения эффективности светового потока
Повышающее преобразование фотонов увеличивает эффективность использования светового потока. В этом процессе два фотона превращаются в один фотон, имеющий более высокую энергию. Исследователи впервые показали, что металл-органические каркасы идеально подходят для этой цели - они превратили зеленый свет в светло-голубой. Этот результат открывает новые возможности для оптоэлектронных устройств - солнечных батарей и светодиодов.
Эффективность современных солнечных батарей ограничивает то, что они могут использовать только фотоны с определенной минимальной энергией для производства электроэнергии. С помощью повышающего преобразования, фотоэлектрические системы могут стать намного эффективнее.
Металл-органические каркасы (МОК) - высоко упорядоченные молекулярные системы, состоящие из металлических кластеров и органических лиганд. Исследователи разработали МОК, которые растут эпитаксиально на поверхности подложки. Эти каркасы могут быть изготовлены из различных материалов и настроены, используя различные размеры пор и химические функции. Поэтому они подходят для широкого спектра применений, например, для датчиков, катализаторов или мембран.
Еще одна область их применения - оптоэлектроника, т. е. компоненты, которые способны преобразовывать свет в электрическую энергию или наоборот. Многие из этих компонентов работают на основе полупроводников.
«МОК сочетают в себе преимущества органических и неорганических полупроводников», - объясняет профессор Кристоф Веллем. «Они характеризуются химическим разнообразием и кристалличностью, позволяющей создать упорядоченную гетероструктуру».
Во многих оптоэлектронных компонентах, так называемый гетеропереход, это взаимодействие слоев из двух различных полупроводниковых материалов, контролирующий передачу энергии между различными возбужденными состояниями. Исследователи создали новый контрейлерный МОК, выращенный эпитаксиально
В этом гетеропереходе удалось достичь повышающего преобразования фотона, превращая два низкоэнергетических фотона в один фотон с более высокой энергией, практически смешивая их вместе.
Процесс повышающего преобразования фотона, который показали исследователи из Карлсруэ, основан на так называемой триплет-триплетной аннигиляции. В ней участвуют две молекулы – молекула сенсибилизатора, которая поглощает фотоны и создает триплетные возбужденные состояния, и молекула эмиттер, которая принимает на себя эти состояния. Эмиттер с помощью триплет-триплетной аннигиляции посылает фотон, который имеет большую энергию, чем фотоны, которые были поглощены первоначально.
Сейчас исследователи работают над переносом электронов через границу между двумя МОК.
Запись Ученые добились увеличения эффективности светового потока впервые появилась FTimes - актуальные новости сегодня.
Источник: http://ftimes.ru/science-it/42217-uchenye-dobilis-uvelicheniya-effektivnosti-svetovogo-potoka.html