Ancu in a fantascienza, l'efficienza di e fonti d'energia ùn pò micca superà u 100% - hè a fisica di u nostru universu. E perdite esistenu sempre. L'ubbiettivu di i scientifichi hè di riduce e perdite, ciò chì diventa sempre più difficiule più si avvicinanu à u limite teoricu. Per una cellula solare à giunzione p-n classica, u limite hè un'efficienza di 33%. Ma a fisica di a luce solare hè più cumplessa. È i scientifichi giapponesi trovu una opportunità andà assai al di là di sta teoria.
L'idea hè stata sviluppata da i circadori di l'Università di Kyushu in cullaburazione cù l'Università Johannes Gutenberg in Germania. In una cellula solare classica, un fotone assorbitu crea un eccitone (un elettrone è un foru) in u semiconduttore. Un fotone hè un quantum di luce (a più chjuca unità pussibule di energia di radiazione elettromagnetica di una data lunghezza d'onda). Ùn pò micca creà più di un elettrone. Questa energia hè assorbita da l'elettrone è u mette in un statu eccitatu, mandendulu viaghjà à traversu u materiale cum'è una corrente elettrica.
L'elettroni reagiscenu solu à a luce (fotoni) di una lunghezza d'onda specifica. Ùn assorbenu micca quanti d'energia in i range inferiori è superiori di a radiazione. Tali materiali ùn esistenu micca in natura, o i scientifichi ùn anu ancu amparatu cumu crealli. À u listessu tempu, sti fotoni "transcendentes" colpiscenu un pannellu solare ma ùn creanu micca un flussu d'elettroni in ellu; sò solu dissipati cum'è calore. Questa hè a riserva chì i scientifichi sò stati capaci di sfruttà per a generazione d'elettricità. In particulare, sò stati capaci di utilizà efficacemente fotoni d'alta energia da a parte blu di u spettru.
U mecanismu di funziunamentu di a tecnulugia hè basatu annantu à dui prucessi chjave. I fotoni d'alta energia (blu) in u materiale subiscenu una scissione singlet: un eccitone hè divisu in dui cù una energia più bassa, è ognunu di sti dui eccitoni hè catturatu da un "cumplessu di molibdenu" integratu in a cellula solare in cumbinazione cù un materiale specificu. Cusì, invece di un elettrone, u fotone "blu" eccita in realtà dui elettroni in u materiale per generà corrente. A cumbinazione di materiali sopprime ancu u cusì dettu Trasferimentu d'energia di Förster, chì in cundizioni nurmali bluccherebbe l'eccitazione di un certu numeru d'elettroni è riducerebbe l'efficienza.
L'esperimenti anu mustratu risultati impressiunanti, vale à dì un rendimentu quanticu di circa 130% (1,3 eccitoni per fotone). I circadori stimanu chì sta tecnulugia puderia aumentà l'efficienza teorica di e cellule solari à giunzione unica à 35-45%, chì hè significativamente più altu. Limite di Shockley-Queisser (33%) per i pannelli di silicone tradiziunali è e prestazioni attuali per i moduli cummerciali (20-25%). Questa realizazione hè sempre una prova di cuncettu è hè stata implementata in una suluzione moleculare, ma pone e basi per una svolta in a pruduzzione di energia solare.
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Source: 3dnews.ru
