Forscher der Columbia University haben einen Weg entwickelt, mehr Energie aus der Singulett-Spaltung zu nutzen, um die Effizienz von Solarzellen zu erhöhen und damit die Entwicklung von Geräten der nächsten Generation voranzutreiben.
Das Team hat organische Moleküle entworfen, die in der Lage sind, zwei Exzitonen pro Photon Licht zu erzeugen – ein Prozess, der Singulett-Spaltung genannt wird. Die Exzitonen werden schnell erzeugt und können viel länger leben als die Exzitonen ihrer anorganischen Gegenstücke, was zu einer Verstärkung der pro Photon erzeugten Elektrizität führt, die von einer Solarzelle absorbiert wird.
Alle modernen Sonnenkollektoren arbeiten mit dem gleichen alten Prozess, bei dem ein Photon des Lichts ein Exziton erzeugt. Das Exziton kann dann in elektrischen Strom umgewandelt werden. Es gibt jedoch einige Moleküle, die in Solarzellen eingesetzt werden können, die die Fähigkeit haben, aus einem einzigen Photon zwei Exzitonen zu erzeugen – ein Prozess, der Singulett-Spaltung genannt wird. Diese Solarzellen bilden die Grundlage für Geräte der nächsten Generation, die noch in den Kinderschuhen stecken.
Die Designstrategie des Teams sollte sich auch in separaten Bereichen wissenschaftlicher Studien als nützlich erweisen und viele andere, bisher unvorstellbare Anwendungen haben.