聚合物晶体是破纪录的能量传输的关键

来自布里斯托尔和剑桥大学的科学家们已经找到了一种方法来制造聚合物半导体纳米结构，这种纳米结构吸收光并比以前观察到的更能传输能量。

这可以为更灵活，更高效的太阳能电池和光电探测器铺平道路。

研究人员的研究成果发表在“ 科学 ”杂志上，他们表示，他们的发现可能是一种“游戏规则改变者”，它可以更有效地捕获和利用这些材料中吸收的阳光产生的能量。

轻质半导体塑料现在广泛用于大众市场电子显示器，例如手机，平板电脑和平板电视中的那些。然而，使用这些材料将太阳光转化为电能，制造太阳能电池，要复杂得多。

光激发态 - 即当光子被半导体材料吸收时 - 需要移动，以便在它们以不太有用的方式失去能量之前“收获”它们。这些激励通常只在旅行中出现。在聚合物半导体中10纳米，因此需要构造在该长度尺度上图案化的结构以最大化“收获”。

在布里斯托大学的化学实验室，许旭辉博士及其同事开发了一种使用聚合物制造高度有序的结晶半导体结构的新方法。

在剑桥的卡文迪什实验室，迈克尔普莱斯博士测量了光出现状态可以行进的距离，该距离达到了200纳米 - 比以前更远20倍。

200纳米是特别重要的，因为它大于完全吸收环境光所需的材料厚度，因此使这些聚合物更适合作为太阳能电池和光电探测器的“光收割机”。

布里斯托尔化学学院的George Whittell博士解释说：“效率的提高实际上有两个原因：首先，因为高能粒子进一步传播，它们更容易”收获“，其次，我们现在可以加入层数ca. 100纳米厚，这是吸收光中所有能量所需的最小厚度 - 所谓的光学吸收深度。以前，在这层厚的层中，粒子无法到达足够远的距离到达表面。

来自剑桥的联合研究员Richard Friend教授补充说：“能量在这些材料中移动的距离令人大吃一惊，并指出了意想不到的量子相干传输过程的作用。”

研究小组现在计划准备比当前研究中更厚的结构并且大于光学吸收深度，以期基于该技术构建原型太阳能电池。

他们还准备其他能够利用光进行化学反应的结构，例如将水分解成氢和氧。