Så kallad singlettfission skulle kunna öka verkningsgraden hos solceller avsevärt och tack vare den senaste forskningen är detta ett steg närmare att bli möjligt.
Dagens solceller har en verkningsgrad på endast 20 till 25 procent. För att öka solcellernas verkningsgrad och generera mer elektricitet krävs nya metoder. Tyska forskare vid Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg har tillsammans med amerikanska forskare vid Argonne-Northwestern Solar Energy Research Center utforskat den lovande mekanismen singlettfission, där en foton exciterar två elektroner.
Singlettfission upptäcktes för omkring femtio år sedan, men mekanismens potential att öka verkningsgraden hos organiska solceller upptäcktes först för knappt tio år sedan. Sedan dess har forskare världen över arbetat för att bilda sig en mer detaljerad uppfattning om vad som ligger bakom mekanismen och de tyska och amerikanska forskarna har nu med hjälp av olika spektroskopiska metoder lyckats klargöra några mycket viktiga aspekter hos singlettfission.
När en foton från solen absorberas av en molekyl exciteras en av molekylens elektroner till en högre energinivå. Denna överskottsenergi kan sedan användas för att generera elektricitet. Om dimerer, som är molekyler som består av två likadana enheter, från utvalda kemiska föreningar används kan emellertid två elektroner från intilliggande molekyler exciteras av en och samma foton. Eftersom energin hos dessa elektroner i sin tur kan användas för att generera elektricitet kan singlettfission av det här slaget under ideala omständigheter utnyttjas för att kraftigt förbättra verkningsgraden hos solceller.
De tyska och amerikanska forskarnas resultat, som bland annat verifierar deras teoretiska modell för singlettfission, visar att det är viktigt att noga planera designen av de material som används vid singlettfission. Det är en viktig milstolpe på vägen till att förverkliga solceller baserade på singlettfission.
