Phân tách đơn phá vỡ 'giới hạn' của pin mặt trời với hiệu suất lượng tử 130%

Các nhà nghiên cứu từ Đại học Kyushu và Đại học Johannes Gutenberg Mainz đã vượt qua “giới hạn vật lý” truyền thống của chuyển đổi năng lượng mặt trời bằng cách đạt được hiệu suất lượng tử 130% sử dụng một chất phát “đảo spin” mới. Đột phá này thách thức giới hạn lâu đời Shockley–Queisser, vốn giới hạn các pin mặt trời thông thường chỉ chuyển đổi một photon thành một electron, với năng lượng photon dư thừa bị mất dưới dạng nhiệt. Phương pháp của họ tận dụng quá trình phân tách singlet (SF), trong đó một exciton singlet năng lượng cao phân tách thành hai exciton triplet năng lượng thấp hơn, về lý thuyết cho phép một photon tạo ra hai hạt mang năng lượng. Đổi mới then chốt nằm ở một phức kim loại dựa trên molybdenum hoạt động như một chất phát “đảo spin”, chọn lọc bắt giữ exciton triplet đồng thời ngăn chặn mất năng lượng qua truyền năng lượng cộng hưởng Förster (FRET). Bằng cách đảo spin electron trong quá trình hấp thụ ánh sáng, phức hợp này căn chỉnh spin để thu hoạch hiệu quả các exciton nhân đôi được tạo ra bởi phân tách singlet. Kết hợp với các vật liệu dựa trên tetracene...