Opis projektu
Wykorzystywanie ultraszybkiej dynamiki elektronów do zwiększenia wydajności konwersji energii słonecznej
Generowanie prądu elektrycznego, stanowiącego podstawę działalności człowieka, w czysty i zrównoważony sposób jest teraz naszym najwyższym priorytetem. Pod tym względem opanowanie zawiłości fotoindukowanych procesów przenoszenia elektronów i ładunków w materiałach organicznych ma zasadnicze znaczenie dla zwiększenia wydajności konwersji energii w urządzeniach wykorzystujących energię słoneczną. Biorąc pod uwagę, że wczesne etapy tych procesów zachodzą w ultraszybkich (attosekundowych) skalach czasowych, dostęp do nich jest technicznie dość trudny. Finansowany przez UE projekt TOMATTO ma przyczynić się do bliższego przyjrzenia się temu problemowi dzięki postępom w nauce attosekundowej i syntezie organicznej oraz wsparciu ze strony modeli obliczeniowych.
Cel
Photoinduced electron transfer (ET) and charge transfer (CT) processes occurring in organic materials are the cornerstone of technologies aiming at the conversion of solar energy into electrical energy and at its efficient transport. Thus, investigations of ET/CT induced by visible (VIS) and ultraviolet (UV) light are fundamental for the development of more efficient organic opto-electronic materials. The usual strategy to improve efficiency is chemical modification, which is based on chemical intuition and try-and-error approaches, with no control on the ultrafast electron dynamics induced by light. Achieving the latter is not easy, as the natural time scale for electronic motion is the attosecond (10-18 seconds), which is much shorter than the duration of laser pulses produced in femtochemistry laboratories. With femtosecond pulses, one can image and control “slower” processes, such as isomerization, nuclear vibrations, hydrogen migration, etc., which certainly affect ET and CT at “longer” time scales. However, real-time imaging of electronic motion is possibly the only way to fully understand and control the early stages of ET and CT, and by extension the coupled electron-nuclear dynamics that come later and lead (or not) to an efficient electric current. In this project we propose to overcome the fs time-scale bottleneck and get direct information on the early stages of ET/CT generated by VIS and UV light absorption on organic opto-electronic systems by extending the tools of attosecond science beyond the state of the art and combining them with the most advanced methods of organic synthesis and computational modelling. The objective is to provide clear-cut movies of ET/CT with unprecedented time resolution and with the ultimate goal of engineering the molecular response to optimize the light driven processes leading to the desired opto-electronic behavior. To this end, synergic efforts between laser physicists, organic chemists and theoreticians is compulsory.
Dziedzina nauki
Słowa kluczowe
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
ERC-SyG - Synergy grantInstytucja przyjmująca
28049 Madrid
Hiszpania