"Kaksi yhteen" fissio parantaisi aurinkokennojen tehokkuutta

26.08.2024

Cornel-_kaksi-yhteen-_fission-aurinkoenergialle-300-t.jpgSinglettifissio tapahtuu, kun orgaaninen molekyyli absorboi yhden valon fotonin ja jakaa sitten valon energian kahteen osaan – kaksinkertaistava vaikutus, jolla on potentiaalia parantaa valonkeruun tehokkuutta aurinkokennoissa, jos syntyneet elektronit voidaan kerätä kunnolla.

Cornellin yliopiston johtama ryhmä käytti ultranopeaa laserspektroskopiaa tutkiakseen keskeistä välitilaa fissioprosessin aikana, nimeltään tripletti-paritila, ja havaitsi, että tietyissä molekyyleissä välituote voidaan tuottaa suoraan käyttämällä hämmästyttävän yksinkertaista tekniikkaa – itse asiassa singlettifissiota ilman singlettiä.

"Tällainen kaksi yhteen –diili on erittäin syvällinen tapa tehdä aurinkokennoista paljon parempia, mutta 60-luvulta lähtien on ajateltu, että on aina aloitettava yhdestä elektronista, joka sitten relaksoituu antaakseen kaksi." selvittää tiimin vetäjä apulaisprofessori Andrew Musser.

"Näemme kokeellisesta datasta suoran todisteen, että ei tarvitse aloittaa singletissä, vaan voi suoraan virittää nämä kaksi elektronia."

Tyypillisesti, kun fotoni absorboituu molekyyliin, yksi elektroni virittyy. Kuitenkin, kun kolmoispari-tila generoidaan suoraan, kaksi elektronia virittyy samanaikaisesti samalla tavalla. Nähdessään, mitkä molekyylit tuottivat kolmoisparin tilan ja mitkä eivät, tutkijat pystyivät poimimaan muutamia suunnittelusääntöjä, jotka mahdollistavat ilmiön esiintymisen.

He määrittelivät, että "maaginen" ainesosa on niin kutsuttu symmetrinen varausresonanssitila, joka on kvanttimekaniikan ominaisuus, jossa elektroneja vaihtavat molekyylit alkavat olla voimakkaammin vuorovaikutuksessa.

"Tämä on loistava esimerkki materiaalin fotofysikaalisista ominaisuuksista, jotka ylittävät klassisen mekaniikan ymmärryksemme, pohjimmiltaan yhden elektronin kuvan", Juno Kim toteaa. "Kun otamme huomioon tämän maagisen ainesosan kvanttimekaanisen todennäköisyyden, syntyy täysin odottamatonta uutta käyttäytymistä."

Nyt tutkijoilla on kyky suunnitella vaikutus, joka herättää välitriplettiparin suoraan perustilasta. Edut ulottuvat aurinkokennojen ulkopuolelle. Koska elektronien spin-tilat ovat lomittuneet, singlettifissiota voidaan mahdollisesti käyttää alustana kvanttitietotieteelle ja kvanttilaskentaan.

"Tässä tutkimuksessa on hienoa, että olemme löytäneet tavan molekyylisuunnittelun avulla kiertää valintasääntöjä, jotka rajoittavat fotofysiikassa materiaalin tekemisiä", Musser sanoo. ”Ja sen avulla voimme luoda näistä tutuista materiaaleista ja ilmiöistä jotain uutta, koska aina ei tarvitse noudattaa sääntöjä. Niistä tulee enemmänkin suuntaviivoja."

Aiheesta aiemmin:

Yhdestä fotonista neljä varauksenkantajaa

Dramaattista lisäystä aurinkokennoihin
13.09.2024Rakenneakku ohentaa ja keventää laitteita
12.09.2024Uusi vapausaste terahertsiviestinnälle
12.09.2024Matkalla optisiin logiikkaportteihin
10.09.2024Muuntaa mikroaaltofotonien virta sähkövirraksi
09.09.2024Kohti koodia murtavaa kvanttitietokonetta
07.09.2024Miljoonien tutkimuspanos magnoniikan kehittämiseen
06.09.2024Fotonien uudet muodot optisille teknologioille
05.09.2024Kvanttimikroprosessori simuloi kvanttikemiaa
04.09.2024Kuumien kantajien lupaus plasmonisissa nanorakenteissa
03.09.2024Sähkökentät katalysoivat grafeenin energia- ja laskentanäkymiä
02.09.2024Uusi materiaali optisesti ohjatulle magneettiselle muistille
30.08.2024Kierre parantaa kiinteää elektrolyyttiä
29.08.2024Antureita atomien ja nanomittojen maailmaan
28.08.2024Tehon keruuta RF-signaaleista spin-tekniikalla
27.08.2024Elektronit ja aukot kulkevat kiteessä eri suuntiin ilman resistanssia
26.08.2024"Kaksi yhteen" fissio parantaisi aurinkokennojen tehokkuutta
25.08.2024Sähköinen reaktori vähentäisi teollisuuden päästöjä
23.08.2024DNA laskee ja tallentaa
22.08.2024Mallinnusta ja johteita molekyylielektroniikkaan
21.08.2024Suprajohdetutkijat löysivät epätavallisia elektronipareja
20.08.2024Metapinta luo ja ohjaa useita optisia kanavia eri suuntiin
19.08.2024Uusia menetelmiä turvalliseen kvanttitiedonsiirtoon
17.08.2024Pinnoitemateriaaleilla uutta puhtia aurinkoenergiaan
16.08.2024Vesi avuksi mikrosirujen ja nanorakenteiden valmistukseen
15.08.2024Liukuma transistorin perustaksi
14.08.2024Natriumakku ilman anodia
13.08.2024Harvinaisista maametalleista datamuisteja
12.08.2024Kahden kubitin portti piitransistoriin
09.08.2024Lämpösähkön keruuta pii- ja kvanttisiruilta
08.08.2024Tutkijat saavat atomit toimimaan fotonitransistoreina
07.08.2024Ainutlaatuinen ilmiö Kagome-metallissa
06.08.2024Kvanttilaskennan aikakauteen sopivat optiset kuidut
05.08.2024Hiilinanoputket yllättävät
02.08.2024Seuraava alusta aivojen inspiroimalle tietojenkäsittelylle
02.08.2024Ionit pienenergiaa tuottamaan
01.08.2024Ferromagneeteilla erittäin nopeaa viestintä- ja laskentatekniikkaa
31.07.2024Lisää kerroksia kierteisiin grafeenikerroksiin
30.07.2024Kvanttipistepohjainen metapinta
29.07.2024Kvanttirajaus parantaa lämpösähköilmiötä
26.07.2024Sirkkakatkaravut mallina konenäölle
22.07.2024Kivestä tulevaisuuden kiintoaineakun perusta?
21.07.2024Askeleen lähempänä topologista kvanttilaskentaa
19.07.2024Miksi robotit eivät voita eläimiä?
15.07.2024Voiko energiahäviö olla nolla 1,58-mitoissa?
12.07.2024Hyönteisistä inspiroidut liiketunnistin ja logiikka
08.07.2024Kvanttiannealaari parantaa ymmärrystä kvanttimonikehojärjestelmistä
05.07.2024Hyönteisten lennon salaperäinen mekaniikka
01.07.2024Eksitonit mahdollistavat erittäin ohuen linssin
28.06.2024Luontoa tarkkaillen
27.06.2024Uusi fysikaalinen ilmiö kahden erilaisen materiaalin rajapinnassa
20.06.2024Perovskiiteistä 1D-nanolankoja ja topologisia polaroneita
19.06.2024Täysin optinen fotonisiru tunnistaa ja käsittelee
19.06.2024Uusia toiveita sinkki-ilma akuille
17.06.2024Elektroneille viisikaistainen supervaltatie
14.06.2024Energiatehokasta kvanttilaskentaa magnoneilla
13.06.2024Pienenergian keruu tehostuu
12.06.2024Uusia menetelmiä 2D-materiaalien muokkaukseen
11.06.2024Infrapunan kuvaustekniikkaa arkikäyttöön
10.06.2024Kalsiumoksidin kvanttisalaisuus: lähes kohinattomat kubitit
07.06.2024Tehdä sähköä metallista ja ilmasta
06.06.2024Hämä-hämähäkki kiipes elektroniikkaan
05.06.2024Sirutason GHz:n aikakiteitä puolijohteisilla fotonirakenteilla
04.06.2024Ionikuljetuksen hallintaa sinisen energian tulevaisuudelle
03.06.2024Parempia kameroita perovskiitilla
31.05.2024Nanokielet voivat väristä lähes ikuisesti
30.05.2024Tuovatko fononi ja fotoni kvantti-internetin?
29.05.2024Uusi koneoppimisalgoritmi lupaa edistystä tietojenkäsittelyssä
28.05.2024Orgaanisia kaksiulotteisia perovskiitteja
27.05.2024Ilma seostamaan orgaanista elektroniikkaa
24.05.2024Erittäin tehokkaita mikrokondensaattoreita
23.05.2024Kahden kubitin portti FINfet-transistorissa
22.05.2024Mihin fononiikasta onkaan?
21.05.2024Magnetismia 2D-rajalla
20.05.2024Aktiivisen aineen fysiikkaa kvanttijärjestelmiin
17.05.2024Kvanttiversio Hertsin kipinästä
16.05.2024Hybridilomittuminen tehostaa kvanttiteleportaatiota
15.05.2024Säilölaskentaa molekyyleillä ja keinolihaksilla
14.05.2024Muisti ferrosähköisestä ja ferromagneettisesta alueista
13.05.2024Metamateriaalia analogiseen optiseen laskentaan
10.05.2024Elektronit vauhdikkaina kaksiulotteisissa polymeereissä
09.05.2024Entistä tehokkaampia dielektrisiä kondensaattoreita
08.05.2024Elektronikanavia ilman resistanssia
07.05.2024Uusia kehitysnäkymiä kvanttitietotekniikalle
06.05.2024Mikrobeja torjuva kuparipinta kosketusnäytöille?
04.05.2024Kuinka valo voi höyrystää vettä ilman lämpöä
03.05.2024Puolijohdemateriaalista paljastuu "yllättävä" piilotoiminta
02.05.2024Äänivärähtelyihin perustuva kvanttimuisti
01.05.2024Joustava ja tehokas DC-muunnin kestävän energian mikroverkkoihin
30.04.2024Valo reagoi magneettikenttään kuin elektroni
29.04.2024Valoa tehokkaammin ja valolla tunnustellen
27.04.2024Aivojen kaltainen tietokone vedellä ja suolalla
26.04.2024Uudenlaisia kondensaattoreita ja keloja
25.04.2024Kvanttielektroniikka grafeenien avulla
24.04.2024Akku ja superkonkka yhteen soppii
23.04.2024Kaareva datalinkki esteitä ohittamaan
22.04.2024Kvanttimateriaali lupaa uutta puhtia aurinkokennoille
21.04.2024Läpimurto lupaa turvallista kvanttilaskentaa kotona
20.04.2024Yksi atomikerros kultaa ja molekyylikorjaaja
19.04.2024Uusia ja yllättäviä topologiota
18.04.2024Kvanttivalo syntyy renkaassa ja lähtee kiertueelle

Näytä lisää »