Postoji nada da će se povećati efikasnost klasičnih silikonskih solarnih panela

Nije tajna da popularni silikonski solarni paneli imaju ograničenja u tome koliko efikasno pretvaraju svjetlost u električnu energiju. To je zato što svaki foton izbacuje samo jedan elektron, iako energija svjetlosne čestice može biti dovoljna da izbaci dva elektrona. U novoj studiji, naučnici MIT-a pokazuju da se ovo osnovno ograničenje može prevazići, otvarajući put silicijumskim solarnim ćelijama sa znatno većom efikasnošću.

Sposobnost fotona da izbaci dva elektrona teoretski je opravdana prije otprilike 50 godina. Ali prvi uspješni eksperimenti reproducirani su tek prije 6 godina. Zatim je kao eksperiment korištena solarna ćelija napravljena od organskih materijala. Bilo bi primamljivo preći na efikasniji i bogatiji silicijum, nešto što su naučnici tek sada uspeli da postignu kolosalnom količinom rada.

Tokom poslednjeg eksperiment uspeo je da stvori silicijumsku solarnu ćeliju koja je podigla svoju teoretsku granicu efikasnosti sa 29,1% na 35%, i dalje. Nažalost, za to je solarna ćelija morala biti napravljena od tri različita materijala, tako da je u ovom slučaju nemoguće proći sa monolitnim silicijumom. Kada se sklopi, solarna ćelija je sendvič od organskog materijala. tetracen u obliku površinskog filma, najtanjeg (nekoliko atoma) filma hafnij oksinitrida i, zapravo, silicijumske pločice.

Sloj tetracena apsorbuje foton visoke energije i pretvara njegovu energiju u dva zalutala pobuđenja u sloju. To su takozvane kvazičestice ekscitoni. Proces razdvajanja poznat je kao singletna ekscitonska fisija. U gruboj aproksimaciji, ekscitoni se ponašaju kao elektroni, a ove pobude se mogu koristiti za generiranje električne struje. Pitanje je kako prenijeti ove pobude na silicijum i dalje?

Tanak sloj hafnijum oksinitrida postao je svojevrsni most između površinskog tetracenskog filma i silicijuma. Procesi u ovom sloju i površinski efekti na silicijum pretvaraju eksitone u elektrone, a onda se sve odvija uobičajeno. Eksperiment je uspio pokazati da to povećava efikasnost solarne ćelije u plavom i zelenom spektru. Prema naučnicima, ovo nije granica za povećanje efikasnosti silicijumskih solarnih ćelija. Ali čak i predstavljena tehnologija trebat će godine da se komercijalizira.

izvor: 3dnews.ru