Группа ученых, работающих в составе персонала Лаборатории Беркли в Соединенных Штатах долгое время трудились над созданием экологичного и при этом эффективного источника энергии. Органические фотоэлементы для этой цели подходят идеально, ведь они чисты в экологическом смысле, но вот их производительность по меркам альтернативной энергетики оставляет желать лучшего и требует доработки.
Ученые смогли установить, что при протекании определенного процесса, можно говорить о значительном возрастании продуктивности элементов. Данный процесс является сверхбыстрым и эффективным, он способен породить в структуре органического кристалла, взяв за основу одну частицу света, несколько особых единиц, способных переносить электрический заряд.
В научном мире данный процесс нарекли синглетным делением. Ученые утверждают, что благодаря воспроизведению данного процесса искусственным путем можно добиться заметного повышения продуктивности органических элементов и тем самым кардинально изменить положение дел на рынке солнечной энергетики.
По словам ученых Лаборатории Беркли, процесс синглетного деления показал особую эффективность за счет скорого превращения энергии солнца в электрические заряды, потеря тепловой энергии при этом сведена к минимуму.
Изобретателям удалось воссоздать особый механизм протекания процесса, который способен произойти всего за пару фемтосекунд (одна квадриллионная часть секунды). Особенность этой реакции в том, что за время ее протекания иные, происходящие в элементах процессы, происходят немного позже и уже не имеют возможности взять крупную часть энергии.
Важную роль в эффективности данного процесса играет число молекул и определенный тип симметрии в расположении атомов. В качестве примера ученые представляют молекулу пентацена, который образует органический кристалл в составе фотоэллементов. Молекула состоит из углеродных соединений и водорода, а также имеет ярко выраженную симметрию, благодаря чему можно говорить о его высокой эффективности.
Установление связи между симметрией молекулярного строения и эффективностью работы органических фотоэлементов позволяет произвести расчеты вероятного роста продуктивности элементов органического происхождения. Эффективность процесса имеет место только в том случае, когда пары электронных частиц ведут себя волнообразно и проходят сквозь кристаллические соединения словно волны по поверхности океана.
Ученые утверждают, что использование процесса удвоения зарядов способно помочь воссоздать процесс синглетного деления на практике. Данная технология схожа с той, которая используется в работе телефонных дисплеев, когда сокращается количество переносчиков заряженных частиц (по типу триплетного слияния).