Den grønne omstilling og verdens voksende energibehov kræver udvikling af nye,
bæredygtige energiteknologier, der udleder mindre CO2. Dette projekt omhandler
udvikling af effektive solceller baseret på organiske molekyler. Når en foton fra sollys
absorberes i et molekyle skabes der en energirig elektron, som kan udnyttes i en
solcelle til at drive en elektrisk strøm. I bestemte, organiske materialer kan
elektronens energi nogle gange omfordeles til to elektroner ved såkaldt singlet
fission. På den måde kan den samme foton skabe to energirige ladninger og man
taler om at kvanteeffektiviteten er fordoblet. Det kan udnyttes i solceller, hvor man
har opnået effektforbedringer på op til 45%. Imidlertid er der ingen som med
sikkerhed ved hvordan processen foregår og derfor er det vanskeligt at forudsige
hvordan man skal lave materialer, som er velegnede til singlet fission. I projektet vil
vi skabe helt nye rammer for at kunne bruge fri-elektron røntgenlaser (XFEL)
teknikker til at undersøge sammenhængene mellem ladnings- og
energioverførselsprocesser i organiske halvledende materialer med ultrahurtig
tidsopløsning på atomare længdeskalaer. Sammen med en ny kombination af
avancerede kvantekemiske beregninger, vil det give os nøglen til at skabe bedre
modeller af hvordan materialerne leder ladninger og energi, og dermed skabe
grundlaget for design af næste generations bæredygtige materialer uden tungmetaller
til fotovoltaiske systemer.