Vědci ukázali kvantový „karnevalový efekt“: občas zvýší účinnost solárních panelů

Mezinárodní skupina vědců vedená specialisty z National Research Nuclear

Univerzita „MEPhI“ (NRNU MEPhI) věří, že svou prací přispěje k několikanásobnému zvýšení kvality provozu solárních panelů, organických svítivých diod a dalších fotovoltaických zařízení. 

Exciton - kvazičástice, pomocný objektkvantová teorie, jejíž chování popisuje vázaný stav dvojice nosičů opačných nábojů. Tato koncepce, kterou autoři práce poznamenali, umožňuje velmi přesně popsat např. elektrické vlastnosti organických polovodičů při interakci se světlem. 

Když se narodí nebo zničí exciton,v organickém polovodiči dochází k rezonanční transformaci energie. Spolu s touto událostí je foton absorbován nebo emitován. V novém článku výzkumný tým ukázal možnost ovládání vlastností excitonových přechodů pomocí efektu silné vazby.

Silným spojovacím efektem je vzděláváníhybridní stav energie mezi excitací v látce, která je popsána pomocí konceptu excitonu, a lokalizovanou elektromagnetickou excitací. K vytvoření takových podmínek se používají speciální rezonátory, které jsou založeny na dvojici zrcadel umístěných proti sobě ve vzdálenosti v řádu vlnové délky světla.

Igor Nabiev, vedoucí vědecký pracovník Laboratoře nano-bioinženýrství (LNBI) NRNU MEPhI

U jednoho z nich se používá koncept Exitonúčinky v organických polovodičích je Försterův rezonanční přenos energie (FRET). Používá se v lékařské technice. Pointa je, že existuje bezztrátový přenos energie mezi dvěma excitonovými stavy v různých molekulách umístěných v malé vzdálenosti od sebe.

Širší využití potenciálu tohoto jevu vfotovoltaiky, bylo nutné experimentálně zaznamenat a studovat takzvaný karnevalový efekt, který spočívá v řízené změně směru přenosu energie v režimu FRET mezi excitony různých molekul.

Autoři věří, že jejich práci lze uplatnitpro fotovoltaická zařízení, která přeměňují světelnou energii na elektrickou energii. Například účinnost solárních panelů se může několikanásobně zvýšit. Chtějí jej využívat i pro přesné dálkové řízení chemických reakcí.

Číst Dále:

Unikátní loď se během dvou minut promění v ponorku a je pro nepřítele neviditelná

Fyzici ochladili atomy na nejnižší teplotu na světě

Nejpodrobnější model vesmíru byl publikován online. Každý to může studovat