Fissió de singlete

La fissió de singlete és un procés fotofísico en el que un estat excitat singlete en una molècula orgànica es dividix en dos estats excitats triplet de menor energia. Este fenomen ocorre en certs materials orgànics en sistemes π-conjugats i ha adquirit gran rellevància en el desenroll de tecnologies de conversió d'energia solar.

Mecanisme físic

Quan un material absorbix un fotó, un electró és promogut a un estat excitat singlete (S₁). En determinades condicions energètiques i estructurals, este estat pot dividir-se en dos excitones triplet (T₁), que poden separar-se espacialment.

El procés pot representar-se com:

$S_1\to T_1+T_1$

Per a que la fissió de singlete siga energèticament possible, es complix aproximadament:

$E(S_1)\ge 2E(T_1)$

Este procés implica una conversió d'un excitón d'alta energia en dos excitones de menor energia, lo que pot aumentar l'eficiència de generació de càrregues en dispositius optoelectrònics.

Rellevància en energia solar

La fissió de singlete és d'especial interés en l'investigació de cèlules solars d'alta eficiència, ya que permet potencialment generar dos parells de càrrega a partir d'un únic fotó absorbit.

En teoria, este mecanisme podria ajudar a superar el llímit d'eficiència de Shockley–Queisser en cèlules solars convencionals d'unió simple.

Les principals llínees d'investigació inclouen:

• Cèlules solars orgàniques basades en materials π-conjugats
• Dispositius híbrits orgànic–inorgànic
• Integració en cèlules de silici en arquitectura tàndem