게시 및 게시 날짜 : 2011/07/06

유기 태양 전지 물질에서 분리를 안전한 바카라 사이트하기위한 광습 시뮬레이션

-안전한 바카라 사이트 전달 복합체에서의 미세한 전자력 효과-

포인트

  • 분자 내부의 안전한 바카라 사이트 궤도의 변화의 수치 계산 기술
  • 안전한 바카라 사이트 친화력의 차이를 활용하여 분자 안전한 바카라 사이트력이 가시 광선에서 생성
  • 유기 안전한 바카라 사이트 이동 복합체를 사용하여 태양 전지 개발에 기여하기를 희망

요약

바카라 커뮤니티 (Nomaguchi Ari 회장) (이하 "AIST")Nanosystems Research Division[리서치 디렉터 Yase Kiyoshi] Dynamic Process Simulation Group의 책임자 인 Miyamoto Yoshiyuki는 미국 Oak Ridge National Laboratory, USAMina YoonDR 및 Fritz Harbor National Laboratory, GermanyMatthias Scheffler교수의 협력과 함께안전한 바카라 사이트 친화력는 빛에 의해 흥분되며, 전자 및 구멍의 추가 분리는 첫 번째 원칙 계산에 기초하여 안전한 바카라 사이트되었다

이 기술은 시간 의존적 Schrödinger 방정식의 수치 계산을 수행하는 기술로, 분자 내부의 전자 궤도는 시간이 지남에 따라 점차적으로 변하면서 점차적으로 변하며, 전체 미세한 태양 발전 공정, 광수량에서 안전한 바카라 사이트 분리에 이르기까지 한 번에 모두 계산할 수 있습니다 현재 시뮬레이션 방법은 태양 전지에서 사용됩니다Charge Transfer Complex의 분자 설계에서 그것을 사용함으로써, 유기 안전한 바카라 사이트 전지의 효율을 향상시키는 데 기여할 것으로 예상된다

이 연구의 세부 사항은 2011 년 7 월 6 일 (현지 시간)에 영국 과학 저널에서 제공 될 예정입니다New Journal of Physics

전자 (E-) 및 구멍 (H+)을 나타내는 개념적 다이어그램 각각 다이어그램 위와 아래의 반대 방향으로 움직입니다
빛에 노출 된 분자 내부 안전한 바카라 사이트 장치 (E-) 및 구멍 (H+)를 보여주는 개념 다이어그램 다이어그램 위와 아래의 반대 방향으로 각각 이동하는 방법

개발의 사회적 배경

에너지 공급의 현재 상황은 점점 더 심해졌으며 에너지 공급 기술에 대한 수요는 저렴한 가격과 높은 효율성뿐만 아니라 높은 신뢰성과 안전성입니다 태양 전지 기술은 깨끗하고 안안전한 바카라 사이트며 재생 가능한 에너지 기술로서 오랜 역사를 가지고 있지만 지난 10 년 동안 경량, 접이식 및 저조 비용으로 특징 지어지는 유기 재료로 만든 태양 전지는 주목을 끌고 있습니다 그러나 실제 사용에는 빛과 전기 에너지 전환의 추가 효율이 필요하다고 생각됩니다 또한, 유기 물질은 실리콘 기반 재료에 비교할 수 없으며,이 메커니즘에 기초하여 광전지 발전의 메커니즘을 정확하게 이해하고 유기 태양 전지의 고효율이 효과적으로 개선 될 것으로 믿어집니다 시뮬레이션에는 분자 설계에 매우 중요한 기술이지만 태양 전지의 전환 효율에는 사용 가능한 광 파장 범위가 포함됩니다photoexcitation의 효율성은 전자 및 구멍 등으로의 분리 효율이 관련되어 있기 때문에, 이들은 서로 관련되어 있기 때문에, 개별 성능만으로는 충분하지 않으며, 동시에 이들을 동시에 안전한 바카라 사이트하는 기술은 초기 단계에서 유기농 세포에서 고효율을 달성하기 위해 필요합니다

연구 이력

AIST는 자재 설계 (분자 설계) 기술을위한 구성 요소 기술인 1 차 원칙 계산 기술을 개발했습니다 최근 몇 년 동안, 안전한 바카라 사이트의 여기 상태에서 재료 내에서 발생하는 다양한 현상을 모니터링하기 위해시간 진화 첫 번째 원칙 계산 프로그램를 사용했습니다 그리고이 계산 프로그램은 원칙적으로 안전한 바카라 사이트 광 효과에 적용 할 수있는 것으로 알려져 있습니다 따라서이 시간 진화 첫 번째 원리 계산 프로그램은 전자를 더 쉽게 방출하는 데 사용됩니다공여자 분자, 안전한 바카라 사이트 장치를 쉽게 받기 쉬운수용자 분자각각의 유명한TTF 분자TCNQ 분자안전한 바카라 사이트을 통해 확인되었습니다

이 연구는 교육, 문화, 스포츠, 과학 및 기술의 HPCI 전략 프로그램, Field 2, New Materials and Energy Creation (2011-2015)의 지원으로 수행되었으며 국립 대학 기업 인 쓰쿠바 대학교 (University of Tsukuba)의 슈퍼 컴퓨터 T2K를 사용하여 수행되었습니다

연구 컨텐츠

TTF 분자 및 TCNQ 분자는 각각 안전한 바카라 사이트 공여체 및 안전한 바카라 사이트 수용체의 특성을 갖는다 하나의 분자로 구성된 분자 연관은PN Junction

전자 및 전자에 취약한 전자 및 TTF 분자에 취약한 TCNQ 분자로 구성된 분자 연관의 그림
그림 1 : 안전한 바카라 사이트에 취약한 안전한 바카라 사이트 및 TTF 분자에 취약한 TCNQ 분자로 만든 분자 연관성
연한 청색 원은 질소를 나타내고, 황색 원은 황을 나타내고, 흰색 원은 탄소를 나타내고, 흰색 원은 수소를 나타냅니다

첫 번째 원칙 시간 진화 계산 프로그램은 그러한 배열과 분자 연관성에 적용되었습니다 무화과 도 2는 광 흡수 스펙트럼의 계산 결과를 보여준다 가장 큰 광 흡수는 2 eV (빨간색 주황색 광, 620 나노 미터 파장) 및 35 eV (자외선, 354 나노 미터 파장)의 광자 에너지의 빛입니다 또한 안전한 바카라 사이트에서 분자 축에 평행 한 편광 방향을 갖는 광에 대한 강한 흡수를 나타내는 것으로 밝혀졌다

광 흡수 결과 스펙트럼 시뮬레이션 결과
그림 2 광 흡수 스펙트럼 안전한 바카라 사이트 결과
적색 오렌지와 자외선을 잘 흡수합니다

이 분자 조립 (Charge Transfer Complex)은 TTF 분자에서 TCNQ 분자로 전자 기증을 유발하고 분극이 발생합니다 광 조사로 인한이 편광이 어떻게 변화하는지 시뮬레이션하기 위해, 조사 광의 각각의 가정 파장 (주파수)에 상응하는 주파수를 갖는 전기장이 시뮬레이션에 적용되었고, 편광의 시간 변화 (안전한 바카라 사이트 분포)가 계산되었다 결과적으로, 2 EV (빨간색 오렌지)의 에너지가있는 빛이 조사 될 때, 광 조사로 인해 편광이 증가하는 것으로 밝혀졌다 무화과 3은 개념적 다이어그램입니다 이 분자 어셈블리가 전기 회로에 연결되면, 분극 증가는 태양 광 생성에 기여합니다

빛이 없을 때보 다 빛이 흡수되고 전자 및 구멍이 어떻게 움직이는 지에 대한 개념적 다이어그램
그림 3 : 빛이 없을 때보 다 빛나는 안전한 바카라 사이트 및 구멍이 어떻게 움직이는 지에 대한 개념적 다이어그램

그림 4는 각각 적색 오렌지 광 조사 및 자외선 조사의 경우 진동 전기장 (광 조사)에 의해 야기되는 분극의 시변 변화를 보여줍니다 35 eV (자외선) 광으로 조사하더라도, 편광은 적색-오렌지 광의 그것과 유사하게 증가했지만, 자외선으로 인한 편광의 증가는 오랫동안 지속되지 않았다 즉, 분자 연관에 의한 안전한 바카라 사이트 광 생성은 가시 광선 적색-오렌지 광에서 더 높고, 자외선에 의한 흥분이있을 때 안전한 바카라 사이트 광 효율이 높지 않다는 것이 분명하다 햇빛에 함유 된 자외선의 에너지는 작으며 햇빛의 대부분은 가시 광선과 근적외선으로 인해 발생합니다 따라서, 자외선보다는 가시 광선에 대한 더 높은 효율은이 분자 조립이 안전한 바카라 사이트 전지로서 적용될 수 있음을 나타낸다

분자에서 전자와 구멍의 분리가 빛 조사 시간에 따라 증가하는 개념적 다이어그램 및 수치 계산 결과에 기초한 그래프
그림 4 : 분자 내에서 안전한 바카라 사이트와 구멍의 분리가 수치 계산 결과에 기초하여 빛 조사 시간과 그래프에 따라 증가하는 개념적 다이어그램
빨간색 오렌지색은 더 큰 분리를 가지므로 발전 효율이 높을 것으로 예상됩니다

미래 계획

안전한 바카라 사이트 전달 복합체를 사용하는 태양 전지는 전해질이 필요하지 않으므로 염료 감작 태양 전지보다 수명이 길어질 것으로 예상되지만 발전 효율은 높지 않습니다 그러나 오늘 발표 된 시뮬레이션 방법을 사용함으로써 향후 유기 태양 전지의 재료 설계 효율을 더욱 향상시킬 수있을 것으로 예상됩니다

또한, 더 높은 효율을 달성하기 위해, 유기 태양 전지의 수명에 대한 정보를 계산하기위한 안전한 바카라 사이트도 중요 할 것이므로, 우리는 광 전력이 생성 될 때 발생하는 분자 구조의 변화를 검증하는 것과 같은 안전한 바카라 사이트 기술을 개발하는 것을 목표로하며, 이러한 변화가 분자 파괴로 이어지고 분자선의 내성을 유발하여 유기체의 저항성을 유발할 수 있습니다 또한, 우리는 또한 공여자 및 수용체 분자의 상대적 위치의 영향뿐만 아니라 광 조사에 의해 생성 된 담체 (전자 및 구멍)가 분자 등 사이에 운반 될 때 효율 및 재조합 손실을 조사 할 것이다


터미널 설명

◆ 안전한 바카라 사이트 친화력
안전한 바카라 사이트를 캡처하여 원자 또는 분자가 전기적으로 중립적 일 때보 다 낮은 에너지의 양[참조로 돌아 가기]
◆ Charge Transfer Complex
안전한 바카라 사이트 공여체 분자 및 수용체 분자로 구성된 분자 화합물의 유형 복합체의 형성은 안전한 바카라 사이트 전달 및 수신에 기초한 상호 작용을 통해 발생하며, 중성 유형 ( "분자 결정"상태) 및 이온 성 유형 ( "이온 결정")은 안전한 바카라 사이트 전달 및 수용의 정도에 따라 발견된다[참조로 돌아 가기]
◆ PhotoExcitation
안전한 바카라 사이트의 궤도는 빛 (광자)을 흡수하고 더 높은 에너지의 궤도로 상승합니다[참조로 돌아 가기]
◆ 시간 진화 첫 번째 원리 계산 프로그램
Nippon Electric Basic Research Institute에서 처음 개발되었으며 AIST에서 현재 개발 한 방법을 시간 의존적 첫 번째 원칙 안전한 바카라 사이트 방법이라고합니다 이 프로그램은 병렬로 사용되는 CPU의 수를 증가시킬 수있는 병렬 계산에 적합하며, 이는 시간 의존적 Schrödinger 방정식을 사용하여 동적으로 변화하는 전기장의 전자 수에 응답하여 사용할 수 있습니다 최근에, 수치 계산은 수백 펨토초의 순서대로 시간이 지남에 따라 안정적으로 계속 될 수 있습니다[참조로 돌아 가기]
◆ 공여자 분자, 수용자 분자
공여자 분자는 음성 안전한 바카라 사이트 친화력을 갖는 분자입니다 (갇혀있을 때 전기적으로 중립했을 때보 다 에너지가 증가 함)
수용체 분자는 양성 안전한 바카라 사이트 친화력을 갖는 분자이다 (안전한 바카라 사이트 중립이었을 때보 다 안전한 바카라 사이트를 포착 할 때 에너지는 감소)이며 다른 분자로부터 안전한 바카라 사이트를받는 경향이있다[참조로 돌아 가기]
◆ TTF 분자
Tetrathiafulvalen (Tetrathiafulvalene) Ch2그룹이 황으로 대체되는 구조를 가진 분자 공여자 분자는 약한 안전한 바카라 사이트 친화력을 가지며 안전한 바카라 사이트를 다른 분자로 전달하는 경향이있다[참조로 돌아 가기]
◆ TCNQ 분자
Tetracyanoquinodimethane (Tetracyanoquinodimethane) TTF 분자 사이에 안전한 바카라 사이트 전달 복합체를 형성하는 분자 전자를 수용하는 경향이 강한 공여자 분자이기 때문에 TTF 분자로부터 전자를받습니다[참조로 돌아 가기]
◆ PN Junction
안전한 바카라 사이트를 상대방 (P-Type)으로 전달하는 경향이 강한 재료와 상대방 (N- 타입)으로부터 안전한 바카라 사이트를받는 경향이 강한 재료 사이의 접합부 이 부분이 빛으로 조사 될 때, 안전한 바카라 사이트 및 구멍이 생성되며, 이는 각각 N 형 및 P 형 재료로 분리되어 안전한 바카라 사이트력을 생성합니다[참조로 돌아 가기]


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