纽约市立大学高级科学研究中心 在这个例子中，DPP和并苯染料分子聚集在一起形成了一个自组装的超结构
结构中的电子吸收光子并被光子激发，然后与邻近的电子耦合以共享能量，并产生额外的受激电子，这些受激电子可以被收集来制造太阳能电池
信用:安德鲁·莱文 太阳能是一种丰富、清洁的能源，随着世界努力摆脱导致全球变暖的能源，太阳能变得越来越重要
但是目前收集太阳能的方法既昂贵又低效——理论效率极限为33%
纽约城市大学研究生中心高级科学研究中心(ASRC)的研究人员开发的新纳米材料可以为更高效、更廉价地获取太阳能提供一条途径
这些材料是由ASRC纳米科学倡议的科学家创造的，使用一种叫做单线态裂变的过程来产生并延长可收获的光生电子的寿命
这一发现发表在《物理化学杂志》的一篇新论文中
早期研究表明，这些材料可以产生更多可用电荷，并将太阳能电池的理论效率提高44%
该论文的主要作者安德鲁·莱文(Andrew Levine)说:“我们对常用工业染料中的一些分子进行了改性，以创建自组装材料，从而提高可收获电子的产量，延长电子的激发态寿命，让我们有更多的时间将它们收集到太阳能电池中。”
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研究生中心的学生
莱文解释说，自组装过程导致染料分子以特定的方式堆积
这种堆叠允许吸收了太阳光子的染料与相邻的染料耦合并共享能量，或者“激发”相邻的染料
这些染料中的电子然后去耦合，这样它们就可以被收集起来作为可收获的太阳能
方法和结论 为了开发这种材料，研究人员将两种常用的工业染料——二酮基吡咯并吡咯(DPP)和并苯结合在一起
这导致了六个自组装超结构的形成，科学家们利用电子显微镜和先进的光谱学对其进行了研究
他们发现，每种组合在几何形状上有细微的差异，这些差异会影响染料的激发态、单线态裂变的发生以及可收获电子的产量和寿命
意义 “这项工作为我们提供了一个纳米材料库，我们可以通过研究来获取太阳能，”亚当·布伦瑞克教授说，他是这项研究的首席研究员，也是ASRC纳米科学倡议、亨特学院化学系和研究生中心的副教授
“我们利用自组装将染料结合到功能材料中的方法意味着我们可以仔细调整它们的性质，提高关键的光收集过程的效率
" 研究人员说，这种材料的自组装能力也可以缩短制造商业上可行的太阳能电池的时间，并且比目前依赖耗时的分子合成过程的制造方法更经济实惠
研究小组的下一个挑战是开发一种方法来收集新纳米材料产生的太阳电荷
目前，他们正致力于设计一种并苯分子，这种分子可以在单线态裂变过程后接受来自DPP分子的电子
如果成功，这些材料既能引发单重态裂变过程，又能促进电荷转移到太阳能电池中
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