Ученые показали квантовый «эффект карнавала»: он увеличит КПД солнечных панелей в разы

Ученые впервые в мире показали недавно предсказанный квантово-электродинамический эффект.

Международная группа ученых под руководством специалистов Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ» (НИЯУ МИФИ) считает, что их работа поможет в несколько раз увеличить качество работы солнечных батарей, органических светодиодов и другой фотовольтаической техники. 

Экситон — квазичастица, вспомогательный объект квантовой теории, поведение которой описывает связанное состояние пары носителей противоположных зарядов. Это понятие, отмечают авторы работы, позволяет очень точно описать, например, электрические свойства органических полупроводников при взаимодействии со светом. 

Когда экситон рождается или уничтожается, происходит резонансное преобразование энергии в органическом полупроводнике. Вместе с этим событием происходит поглощение или испускание фотона. В новой статье научного коллектива продемонстрирована возможность управления свойствами экситонных переходов с использованием эффекта сильной связи.

Понятие экзитон используется для одного из эффектов в органических полупроводниках — это ферстеровский резонансный перенос энергии (FRET). Его применяют в медицинской технике. Суть в том, что происходит трансфер энергии без потерь между двумя экситонными состояниями в разных молекулах, находящихся на малом расстоянии друг от друга.

Чтобы шире использовать потенциал этого явления в фотовольтаике, необходимо было экспериментально зафиксировать и изучить так называемый эффект карнавала, который заключается в управляемой смене направлений переноса энергии в режиме FRET между экситонами разных молекул.

Авторы считают, что их работу можно применить для фотовольтаических устройств, преобразующих энергию света в электрическую. Например, КПД солнечных панелей может увеличиться в несколько раз. Также авторы хотят применить свою работу для точного дистанционного управления химическими реакциями.

Читатьдалее:

Уникальный катер превращается в подлодку за две минуты и незаметен для противника

Физики охладили атомы до самой низкой в мире температуры

Самую детальную модель Вселенной опубликовали онлайн. Ее может изучить любой желающий