Вчені зробили прорив у дослідженні органічних матеріалів для сонячної енергетики

Міжнародна група вчених з Мюнхенського університету Людвіга-Максіміліана (LMU), Технічного університету Мюнхена (TUM) та Оксфордського університету зробила значний прорив у дослідженні ковалентних органічних каркасів (COF). Використовуючи сучасні спектроскопічні методи, дослідники вивчили процеси поширення збуджених станів COF-матеріалах. Ці модульні структури, властивості яких можна налаштовувати шляхом цілеспрямованого підбору компонентів, відкривають широкі можливості практичного застосування.

У центрі дослідження знаходилися тонкі плівки COF — висококристалічного пористого матеріалу. За допомогою передових методів, включаючи фотолюмінесцентну мікроскопію та терагерцеву спектроскопію, у поєднанні з теоретичним моделюванням, вченим вдалося виявити високі коефіцієнти дифузії та довжини дифузії на кілька сотень.

«Ці тонкі плівки значно перевершують відомі можливості енергетичного транспорту аналогічних органічних матеріалів», — зазначає Лаура Спайс, аспірантка кафедри фізичної хімії та функціональних наноматеріалів LMU та співавтор дослідження. «Енергетичний транспорт працює виключно ефективно навіть через структурні дефекти, такі як межі зерен», — додає доктор Олександр Бівальд, другий співавтор дослідження.

Температурний аналіз дозволив одержати додаткові відомості про механізми процесу. «Результати вказують на одночасну присутність когерентних та некогерентних транспортних процесів», — пояснює професор Франк Ортманн, учасник дослідження.

Отримані результати суттєво розширюють розуміння енергетичного транспорту у COF-матеріалах та демонструють вплив молекулярної структури та організації кристалів на ці процеси.

«Наша робота підкреслює важливість міждисциплінарної та міжнародної співпраці дослідників, які мають досвід у синтезі, експериментальному аналізі та теоретичному моделюванні», — зазначають керівники дослідження, професори Ахім Хартшух та Томас Бейн.

Відкриття відкриває нові перспективи для розробки екологічно стійких органічних матеріалів у галузі фотокаталізу та оптоелектроніки, включаючи фотовольтаїку. Джерело