Nid yw'n gyfrinach bod gan baneli solar silicon poblogaidd gyfyngiadau o ran pa mor effeithlon y maent yn trosi golau yn drydan. Mae hyn oherwydd bod pob ffoton yn taro un electron yn unig, er y gall egni gronyn ysgafn fod yn ddigon i guro dau electron allan. Mewn astudiaeth newydd, mae gwyddonwyr MIT yn dangos y gellir goresgyn y cyfyngiad sylfaenol hwn, gan baratoi'r ffordd ar gyfer celloedd solar silicon gydag effeithlonrwydd sylweddol uwch.
Cyfiawnhawyd yn ddamcaniaethol allu ffoton i guro dau electron tua 50 mlynedd yn Γ΄l. Ond dim ond 6 mlynedd yn Γ΄l y cafodd yr arbrofion llwyddiannus cyntaf eu hatgynhyrchu. Yna, defnyddiwyd cell solar o ddeunyddiau organig fel arbrawf. Byddaiβn demtasiwn symud ymlaen i silicon mwy effeithlon a helaeth, a dim ond nawr y mae gwyddonwyr wedi llwyddo iβw gyflawni trwy swm aruthrol o waith.
Yn ystod yr olaf llwyddo i greu cell solar silicon, a chynyddwyd y terfyn effeithlonrwydd damcaniaethol o 29,1% i 35%, ac nid dyma'r terfyn. Yn anffodus, ar gyfer hyn, roedd yn rhaid i'r gell solar gael ei gwneud yn gyfansawdd o dri deunydd gwahanol, felly yn yr achos hwn mae'n amhosibl dod ymlaen Γ’ silicon monolithig yn unig. Pan gaiff ei ymgynnull, mae'r gell solar yn frechdan wedi'i gwneud o ddeunydd organig. ar ffurf ffilm arwyneb, y ffilm deneuaf (sawl atom) o hafnium oxynitride ac, mewn gwirionedd, wafer silicon.
Mae'r haen tetracen yn amsugno'r ffoton ynni uchel ac yn trosi ei egni yn ddau gynnwrf strae yn yr haen. Dyma'r lledronynnau fel y'u gelwir . Gelwir y broses wahanu yn ymholltiad exciton singlet. I frasamcan, mae excitons yn ymddwyn fel electronau, a gellir defnyddio'r cyffroadau hyn i gynhyrchu cerrynt trydanol. Y cwestiwn yw sut i drosglwyddo'r excitations hyn i silicon a thu hwnt?
Daeth haen denau o hafnium oxynitride yn fath o bont rhwng y ffilm tetracene arwyneb a silicon. Mae prosesau yn yr haen hon ac effeithiau arwyneb ar silicon yn trosi excitons yn electronau, ac yna mae popeth yn mynd ymlaen fel arfer. Yn yr arbrawf, roedd yn bosibl dangos fel hyn bod effeithlonrwydd y gell solar yn y sbectra glas a gwyrdd yn cynyddu. Yn Γ΄l gwyddonwyr, nid dyma'r terfyn ar gyfer cynyddu effeithlonrwydd cell solar silicon. Ond bydd hyd yn oed y dechnoleg a gyflwynir yn cymryd blynyddoedd i gael ei masnacheiddio.
Ffynhonnell: 3dnewyddion.ru