Ученые добились значительного прогресса в изучении органических материалов для солнечной энергетики

Международная команда исследователей из Университета Людвига-Максимилиана (LMU), Технического университета Мюнхена (TUM) и Оксфордского университета достигла значимого прогресса в изучении ковалентных органических каркасов (COF).

С помощью современных спектроскопических техник, учёные провели исследование процессов распространения возбужденных состояний в материалах COF. Эти структурируемые модульные конструкции, характеристики которых можно регулировать за счёт выбора компонентов, предоставляют обширные перспективы для практического использования.

Исследованию были подвергнуты тонкие плёнки COF — материалы, обладающие высокой кристалличностью и пористой структурой. Комбинируя передовые методы, включая фотолюминесцентную микроскопию и терагерцовую спектроскопию, с теоретическим моделированием, исследователи обнаружили необычные значения коэффициентов диффузии и длины диффузии, достигающие сотен нанометров.

«Эти тонкие плёнки заметно превышают общепринятые показатели энерго-транспортных возможностей аналогичных органических структур», — подчёркивает Лаура Спайс, аспирантка физической химии и функциональных наносистем LMU, также являющаяся соавтором исследования.

«Эффективность энергетического переноса сохраняется даже через структурные несовершенства, такие как межзеренные границы», — добавляет доктор Александр Бивальд, второй соавтор работы.

В результате температурного анализа были получены дополнительные данные о механизмах процесса. «Итоги указывают на наличие как когерентных, так и некогерентных процессов переноса», — объясняет профессор Франк Ортманн, участник проекта.

Новые данные существенным образом углубляют понимание энергетического переноса в материалах COF и демонстрируют воздействие молекулярной структуры и кристаллической организации на эти процессы.

«Наш проект акцентирует важность междисциплинарного и международного сотрудничества учёных, обладающих экспертными знаниями в области синтеза, экспериментального анализа и теоретических расчётов», — подчёркивают руководители исследования, профессора Ахим Хартшух и Томас Бейн.

Обнаруженное открытие создаёт новые возможности для разработки экологически чистых органических материалов в области фотокатализа и оптоэлектроники, включая фотовольтаику.

Источник: iXBT