Heç kimə sirr deyil ki, məşhur silikon günəş panellərində işığın elektrik enerjisinə çevrilməsi ilə bağlı məhdudiyyətlər var. Bunun səbəbi, hər bir fotonun yalnız bir elektronu sıradan çıxarmasıdır, baxmayaraq ki, işıq hissəciyinin enerjisi iki elektronu sıradan çıxarmaq üçün kifayətdir. MİT alimləri yeni bir araşdırmada bu fundamental məhdudiyyətin aradan qaldırıla biləcəyini və əhəmiyyətli dərəcədə yüksək effektivliyə malik silikon günəş hüceyrələrinə yol açdığını göstərir.
Fotonun iki elektronu sıradan çıxarmaq qabiliyyəti təqribən 50 il əvvəl nəzəri cəhətdən əsaslandırılmışdı. Ancaq ilk uğurlu təcrübələr yalnız 6 il əvvəl təkrarlandı. Daha sonra təcrübə kimi üzvi materiallardan hazırlanmış günəş batareyasından istifadə edilib. Daha səmərəli və bol silikona keçmək cazibədar olardı ki, bu da elm adamlarının yalnız indi çox böyük iş hesabına əldə edə bildikləri bir şeydir.
Son zamanı nəzəri səmərəlilik həddi 29,1%-dən 35%-ə yüksəldilmiş silikon günəş elementi yaratmağa müvəffəq oldu və bu, həddi deyil. Təəssüf ki, bunun üçün günəş batareyası üç müxtəlif materialdan kompozit hazırlanmalı idi, ona görə də bu halda monolit silisiumla işləmək mümkün deyil. Yığıldığında, günəş batareyası üzvi materialdan hazırlanmış bir sendviçdir. səth filmi şəklində, hafnium oksinitridin ən incə (bir neçə atomlu) filmi və əslində silikon vafli.
Tetrasen təbəqəsi yüksək enerjili fotonu udur və onun enerjisini təbəqədə iki başıboş həyəcana çevirir. Bunlar kvazirəciklər adlanan hissəciklərdir . Ayrılma prosesi singlet exciton parçalanması kimi tanınır. Təxminən təqribən, eksitonlar elektronlar kimi davranırlar və bu həyəcanlar elektrik cərəyanı yaratmaq üçün istifadə edilə bilər. Sual budur ki, bu həyəcanları silikona və ondan kənara necə ötürmək olar?
Hafnium oksinitridin nazik təbəqəsi səth tetrasen filmi ilə silikon arasında bir növ körpü oldu. Bu təbəqədəki proseslər və silisium üzərində səth effektləri excitonları elektronlara çevirir və sonra hər şey həmişəki kimi davam edir. Təcrübə göstərə bildi ki, bu, mavi və yaşıl spektrlərdə günəş elementinin səmərəliliyini artırır. Alimlərin fikrincə, bu, silikon günəş elementinin səmərəliliyinin artırılması üçün həddi deyil. Ancaq hətta təqdim olunan texnologiyanın kommersiyalaşdırılması üçün illər lazım olacaq.
Mənbə: 3dnews.ru