پژوهشگران دانشگاه کمبریج موفق به شناسایی یک نیمهرسان آلی نوین شدهاند که میتواند مبنای تحول بزرگی در سازماندهی سلولهای خورشیدی قرار گیرد. این ماده با نام P3TTM، تنها با استفاده از یک ترکیب آلی ساده، قابلیت جذب نور و تولید بارهای الکتریکی را دارا است.
تا پیش از این، دانشمندان معتقد بودند که مکانیزمهای قدرتمند جذب فوتون و جداسازی بارهای الکتریکی، منحصراً در مواد غیرآلی نظیر اکسیدهای فلزی محقق میشود. با این حال، تیم علمی کمبریج در بررسی اخیر خود ثابت کرد که این پدیده در یک مولکول آلی درخشان نیز میتواند رخ دهد.
🔗 بیشتر بخوانید: اسپاتیفای در اروپا بالاخره میتواند قیمتهای خود را در iOS نمایش دهد_اسپایدر
معماری سلول خورشیدی مبتنی بر نیمهرسان آلی
این ماده منحصربهفرد یک نیمهرسان آلی است که در هسته مرکزی خود یک الکترون جفتنشده جای داده است. همین ویژگی منحصربهفرد، خواص الکترونیکی و مغناطیسی تازهای را به آن میبخشد. بر اساس توضیحات «بیون لی»، رهبر تیم تحقیق، وقتی این مولکولها به صورت متراکم در کنار هم قرار میگیرند، الکترونهای جفتنشده به صورت متناوب و هماهنگ همراستا میشوند. این پدیده که پیشتر تنها در مواد غیرآلی پیچیده مشاهده میشد، در فیزیک حالت جامد تحت عنوان «رفتار موت-هابارد» (Mott-Hubbard behavior) شناخته میشود.
این چینش خاص بستر را فراهم میکند که با جذب نور، الکترونها به سرعت به بارهای مثبت و منفی تفکیک شوند؛ جریانی که به سادگی قابل تبدیل به انرژی برق است.
آخرین مطالب
- بازدید رئیسجمهور از دستاوردهای فناورانه کاراشاب در کنفرانس ملی مخابرات ۱۴۰۴
- یوتوب قابلیت ترقی کیفیت ویدیو با هوش مصنوعی را به اپلیکیشن تلویزیون اضافه کرد
- بهترین و احساسیترین انیمههای غمانگیز؛ ۱۰ اثر ماندگار برای اشکریزی
- قابلیت را به اضافه کرد؛ ساخت آواتار شخصی برای ویدیوهای هوش مصنوعی
- تأثیر مشکلات مالی والدین بر مهارتهای اجتماعی کودکان؛ نتایج یک تحقیق طولی
🔗 بیشتر بخوانید: استقبال از پروپوزال بازوی تحقیقاتی نوبیتکس
برای اثبات عملکرد این مفهوم، محققان یک نمونه آزمایشی سلول خورشیدی با لایهای از P3TTM ساختند. نتایج حاصل از تابش نور بر این دستگاه، بازدهی بسیار بالا را نشان داد و تقریباً تمام فوتونهای جذبشده به برق قابل استفاده تبدیل گردیدند.
پروفسور «هیوگو برونستین»، از نویسندگان اصلی مقاله، بیان میدارد:
«ما تنها طراحیهای پیشین را بهبود ندادهایم، بلکه باب تازهای در کتابهای درسی فیزیک گشودهایم و اثبات کردهایم که مواد آلی نیز به تنهایی قادر به تشکیل بارهای الکتریکی هستند.»
با رفع یکی از معماهای کهنهکار فیزیک، این کشف مسیر جدیدی را برای تولید سلولهای خورشیدی سادهتر، سبکتر، کمهزینهتر و با بازده بالا هموار میسازد؛ تکنولوژیهایی که میتوانند نقش تعیینکنندهای در تسریع گذار جهانی به سمت انرژی پایدار ایفا کنند.
یافتههای این تحقیق در نشریه معتبر Nature Materials منتشر شده است.
