Bisan sa science fiction, ang kahusayan sa tinubdan sa enerhiya dili molapas sa 100%—mao kana ang pisika sa atong uniberso. Kanunay adunay mga pagkawala. Ang tumong sa mga siyentista mao ang pagpakunhod sa mga pagkawala, nga nagkalisud samtang nagkaduol sila sa teoretikal nga limitasyon. Alang sa usa ka klasiko nga p-n junction solar cell, ang limitasyon mao ang 33% nga kahusayan. Apan ang pisika sa kahayag sa adlaw mas komplikado. Ug ang mga siyentista gikan sa Japan nakakita og oportunidad molapas pa gyud niining teorya.
Ang ideya gipalambo sa mga tigdukiduki gikan sa Kyushu University sa pakigtambayayong sa Johannes Gutenberg University sa Germany. Sa usa ka klasiko nga solar cell, ang usa ka nasuhop nga photon makamugna og usa ka exciton (usa ka electron ug usa ka hole) sa semiconductor. Ang photon usa ka quantum sa kahayag (ang pinakagamay nga posible nga yunit sa enerhiya sa electromagnetic radiation sa usa ka gihatag nga wavelength). Dili kini makamugna og labaw sa usa ka electron. Kini nga enerhiya masuhop sa electron ug ibutang kini sa usa ka excited state, nga ipadala kini nga mobiyahe agi sa materyal isip usa ka electric current.
Ang mga electron mo-react lang sa kahayag (mga photon) nga adunay espesipikong wavelength. Dili kini mosuhop sa energy quanta sa ubos ug taas nga range sa radiation. Kini nga mga materyales wala gyud maglungtad sa kinaiyahan, o wala pa makat-on ang mga siyentista unsaon kini paghimo. Sa samang higayon, kini nga mga "transcendent" nga photon moigo sa solar panel apan dili makamugna og electron flow sulod niini; kini mawala lang isip kainit. Kini ang reserba nga nagamit sa mga siyentista para sa pagmugna og kuryente. Sa piho, epektibo nilang nagamit ang mga high-energy photon gikan sa asul nga bahin sa spectrum.
Ang mekanismo sa operasyon sa teknolohiya gibase sa duha ka importanteng proseso. Ang mga high-energy (asul) nga photon sa materyal moagi sa singlet splitting: usa ka exciton ang gibahin sa duha nga adunay mas ubos nga enerhiya, ug ang matag usa niining duha ka exciton makuha sa usa ka "molybdenum complex" nga gihiusa sa solar cell inubanan sa usa ka piho nga materyal. Busa, imbes nga usa ka electron, ang "asul" nga photon aktuwal nga nag-excite sa duha ka electron sa materyal aron makamugna og kuryente. Ang kombinasyon sa mga materyales nagpugong usab sa gitawag nga Pagbalhin sa enerhiya sa Förster, nga ubos sa normal nga mga kondisyon mobabag sa pagpukaw sa usa ka piho nga gidaghanon sa mga electron ug mokunhod sa kahusayan.
Ang mga eksperimento nagpakita og impresibong mga resulta, nga mao ang quantum yield nga gibana-bana nga 130% (1,3 excitons kada photon). Gibanabana sa mga tigdukiduki nga kini nga teknolohiya makadugang sa teoretikal nga kahusayan sa single-junction solar cells ngadto sa 35–45%, nga mas taas pag-ayo. Limite sa Shockley–Queisser (33%) para sa tradisyonal nga mga silicon panel ug aktuwal nga performance para sa mga komersyal nga module (20–25%). Kini nga kalampusan usa gihapon ka pruweba sa konsepto ug gipatuman sa usa ka molekular nga solusyon, apan kini ang nagpahimutang sa pundasyon para sa usa ka dakong kalampusan sa produksiyon sa solar energy.
Source:
Source: 3dnews.ru
