नया पदार्थ बेहतर सौर ऊर्जा दे सकता है

जबकि कार्बनिक अर्धचालकों का उपयोग पहले से ही उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स जैसे सेल फोन, टीवी और वर्चुअल-रियलिटी हेडसेट के डिस्प्ले पैनल में किया जा चुका है, लेकिन अभी तक उनका व्यापक रूप से वाणिज्यिक सौर पैनलों में उपयोग नहीं किया गया है। कार्बनिक सौर कोशिकाओं की एक कमी उनकी कम प्रकाश-से-विद्युत रूपांतरण दक्षता रही है, जो लगभग 12 प्रतिशत है, जबकि एकल क्रिस्टलीय सिलिकॉन सौर कोशिकाएँ 25 प्रतिशत की दक्षता पर काम करती हैं। एनएफए से बने ऑर्गेनिक सोलर सेल 20 प्रतिशत के करीब दक्षता प्राप्त कर सकते हैं।

उनके उत्कृष्ट प्रदर्शन के बावजूद, वैज्ञानिक समुदाय के लिए यह स्पष्ट नहीं है कि एनएफए का यह नया वर्ग अन्य ऑर्गेनिक सेमीकंडक्टर से बेहतर प्रदर्शन क्यों करता है।

पाया गया कि एक विशिष्ट नैनोस्केल संरचना में व्यवस्थित कार्बनिक अणुओं के लिए, कुल एन्ट्रॉपी को बढ़ाने के लिए ऊष्मा प्रवाह की सामान्य दिशा उलट जाती है। यह उलटा ऊष्मा प्रवाह तटस्थ एक्साइटन को पर्यावरण से ऊष्मा प्राप्त करने और धनात्मक तथा ऋणात्मक आवेशों की एक जोड़ी में विघटित होने की अनुमति देता है। ये मुक्त आवेश बदले में विद्युत धारा उत्पन्न कर सकते हैं। अपने प्रयोगात्मक निष्कर्षों के आधार पर, टीम का प्रस्ताव है कि यह एन्ट्रॉपी-संचालित आवेश पृथक्करण तंत्र एनएफएस से बने कार्बनिक सौर कोशिकाओं को बहुत बेहतर दक्षता प्राप्त करने की अनुमति देता है।

रिजल ने कहा, अंतर्निहित आवेश पृथक्करण तंत्र को समझने से शोधकर्ताओं को एन्ट्रॉपी का लाभ उठाने के लिए नई नैनोसंरचनाएँ डिज़ाइन करने की अनुमति मिलेगी, ताकि ऊष्मा या ऊर्जा को नैनोस्केल पर प्रवाहित किया जा सके। भौतिकी और रसायन विज्ञान में एन्ट्रॉपी एक प्रसिद्ध अवधारणा होने के बावजूद, यह दुर्लभ है। ऊर्जा रूपांतरण उपकरणों के प्रदर्शन को बेहतर बनाने के लिए इसका सक्रिय रूप से उपयोग किया गया है।