Moderna kiselbaserade solceller tar som mest upp runt 33 procent av solens ljus och omvandla till elektricitet. Övriga fotoner har antingen för låg eller hög energi för att solcellen ska kunna ta vara på den effektivt. Den högre energin försvinner till stor del som värme.

Singlettfission är ett fenomen som inom forskarvärden tros kunna runda problemet med att energirika fotoner förloras i värme. Samtidigt har okända energiförluster i singlettfissionen hittills gjort det svårt att veta hur ett singlettfissionmaterial ska utformas optimalt.

– Singlettfission sker på under en nanosekund och är därför väldigt svår att mäta. Med vår upptäckt kan vi öppna ”den svarta lådan” och ta reda på var energin tar vägen i reaktionen. Därmed kan vi på sikt också optimera materialet för att öka effektiviteten hos solceller, säger Yuttapoom Puttisong, universitetslektor vid Linköpings universitet, i ett pressmeddelande.

I sina studier har forskarna använt en metod baserad på en magnetoptisk transient för att visa var energiförlusten sker. På så sätt har de kunnat undersöka singlettfissionens ”fingeravtryck”.

– Själva singlettfissionen sker i kristallmaterialet. Om vi kan optimera materialet för att behålla så mycket som möjligt av energin från singlettfissionen är vi betydligt närmare verklig tillämpning. Dessutom kan singlettfissionsmaterialet framställas ur en lösning vilket gör det billigt att tillverka och möjligt att integrera med befintlig solcellsteknologi, säger Yuqing Huang, fd doktorand vid Linköpings universitet.

Forskarna vid Linköpings universitet har utfört studien tillsammans med forskare i Cambridge, Oxford, Donostia och Barcelona. Resultaten är publicerade i tidskriften Cell Reports Physical Science (länk).

Forskningen är i huvudsak finansierad av Vetenskapsrådet samt Knut och Alice Wallenbergs stiftelse.

Bildtext: Singlettfissionsmaterial