Ученые из Соединенных Штатов и Швейцарии продемонстрировали новый механизм для извлечения энергии от света.Доктор Боннелл и ее коллеги изготовили наноструктуры с различными свойствами фотопроводимости (Дэвид Конклин и др.).“Используя такой подход мог сделать сбор урожая солнечной энергии и оптикоэлектронные устройства намного лучше”, сказала доктор Дон Боннелл из Университета Пенсильвании, которая является ведущим автором исследования, опубликованного в журнале ACS Nano.Исследование сосредотачивает на плазмонных наноструктурах, определенно, материалы, изготовленные от золотых частиц и светочувствительных молекул porphyin, точных размеров и устроенный в определенных образцах.
Плазмоны или коллективное колебание электронов, могут быть взволнованы в этих системах оптической радиацией и вызвать электрический ток, который может переместиться в образец, определенный размером и расположением золотых частиц, а также электрическими свойствами окружающей окружающей среды.Поскольку эти материалы могут увеличить рассеивание света, у них есть потенциал, который будет использоваться, чтобы способствовать в диапазоне технологического применения, такого как увеличивающееся поглощение в солнечных батареях.В 2010 доктор Боннелл и ее коллеги сообщили о фальсификации плазмонной наноструктуры, которая вызвала и спроектировала электрический ток через молекулы. В некоторых случаях они проектировали материал, множество золотых наночастиц, используя команду доктора Боннелла техники, изобретенную, известную как сегнетоэлектрическая субмикронная литография.
Открытие было потенциально сильно, но ученые не могли доказать, что улучшенная трансдукция оптической радиации к электрическому току происходила из-за горячих электронов, произведенных взволнованными плазмонами. Другие возможности включали это, сама porphyin молекула была взволнована или что электрическое поле могло сосредоточить поступающий свет.“Мы выдвинули гипотезу, что, когда плазмоны взволнованы высокое энергетическое государство, нам необходимо получить электроны из материала.
Если мы могли бы сделать это, мы могли бы использовать их для молекулярных приложений устройства электроники, таких как компоненты схемы или извлечение солнечной энергии”, сказал доктор Боннелл.Чтобы исследовать механизм вызванного плазмоном тока, команда систематически изменяла различные компоненты плазмонной наноструктуры, изменяя размер золотых наночастиц, размер porphyin молекул и интервал тех компонентов. Они проектировали определенные структуры, которые исключили другие возможности так, чтобы единственный вклад в расширенный фототок мог быть от горячих электронов, полученных от плазмонов.
“В наших измерениях, по сравнению с обычным фотовозбуждением, мы видели увеличения три к 10 разам в эффективности нашего процесса. И мы даже не оптимизировали систему. В принципе Вы можете предположить огромные увеличения эффективности”, сказал доктор Боннелл.
Устройства, включающие этот процесс сбора урожая вызванных плазмоном горячих электронов, могли быть настроены для различных заявлений, изменив размер и делая интервалы наночастиц, которые изменят длину волны света, на который отвечает плазмон.