用於轉換太陽能收集的有機半導體分子

由於發現物理學一百週年的發現，科學家觀察到了一種現象，曾經考慮過在發光有機半導體分子中繁榮的無機金屬區域。這項由劍橋大學領導的這項工作揭示了一種新的強大機制，可以收集光並將其轉化為電力。這可以減少太陽能和電子產品的未來，並導致由一種材料製成的更輕，便宜，更簡單的太陽能電池板。

該研究的重點是半導體半導體的自旋自旋有機分子，稱為P3TTM。在其中心有一個未封閉的電子，它賦予其獨特的磁性和電子特性。這項工作源於Yusuf Hade化學系的UGH Bronstein教授合成化學團隊與由物理學系理查德·弗倫德爵士（Richard Frend）教授領導的物理團隊。他們開發了這類分子以提供非常有效的發光度，如有機LED中所利用。

但是，該研究， 出版 v 天然材料它揭示了他們隱藏的才能：當他們緊密接觸時，他們的不配對電子以這種方式相互作用，與莫特 – 哈伯德絕緣子非常相似。

“這是真正的魔力，”卡文迪許實驗室的主要研究員李·布溫解釋說。 “在大多數有機材料中，電子是連接的，並且不與鄰居相互作用。但是，在我們的系統中，當分子聚集在一起時，鄰近地區的非射擊電子之間的相互作用鼓勵他們交替地上下對齊，這是運動行為的獨特跡象。（電力）。”

該團隊通過從P3TTM電影中創建太陽元素來證明這一點。當光落入設備中時，它達到了收集電荷的顯著效率，也就是說，幾乎每個光子的光子都被轉換為有用的電荷。在普通的分子半導體太陽能電池中，被吸收的光子轉化為電子和孔（電）只能發生在兩種不同材料之間的截面邊框上，其中一種是電子供體，另一個作為電子受體，這會危及一般的一般效率。

相反，對於這些新材料，在吸收光子後，它能夠在朝下“向下”將電子從一個分子移動到相同的相鄰分子，從而產生電荷。這所需要的能量（通常稱為Hubbard U）是該分子雙電子的靜電鍛煉能量，該能量已產生負電荷。

Yusuf Hamiod系的Petri Murto博士開發了分子結構，允許調整與分子與分子的接觸，並由Mott-Habbard的物理學家調節，這對於實現電荷分離是必不可少的。這一突破意味著可以從一種廉價的輕質材料中製作太陽元素。

該發現具有深厚的歷史意義。報紙的高級作者，理查德·弗倫德爵士（Richard Frend）教授在職業生涯開始時與內維爾·莫特爵士（Neville Mott）互動。這一結論是在同年莫特誕生120週年的同年，對傳奇物理學的適當致敬。

教授說：“看起來一切都將通過整個圈子。”朋友。 “莫特的理解是我自己的職業生涯的基礎，也是我們對半導體的理解。現在，要看到這些深度量子機械規則，體現在全新的有機材料中，並用它們來收集光，這真的很特別。”

布朗斯坦教授說：“我們不僅在改善舊設計。” “我們在教科書中寫了一個新章節，顯示有機材料可以獨立產生指控。”