Non é ningún segredo que os populares paneis solares de silicio teñen limitacións na eficiencia que converten a luz en electricidade. Isto débese a que cada fotón elimina só un electrón, aínda que a enerxía dunha partícula lixeira pode ser suficiente para eliminar dous electróns. Nun novo estudo, os científicos do MIT demostran que esta limitación fundamental se pode superar, abrindo o camiño para células solares de silicio cunha eficiencia significativamente maior.
A capacidade dun fotón para eliminar dous electróns estaba teoricamente xustificada hai uns 50 anos. Pero os primeiros experimentos exitosos reproducíronse hai só 6 anos. Despois, utilizouse como experimento unha célula solar feita de materiais orgánicos. Sería tentador pasar ao silicio máis eficiente e abundante, algo que só agora conseguiron os científicos a través dunha cantidade colosal de traballo.
Durante o último conseguiu crear unha célula solar de silicio, cuxo límite de eficiencia teórica aumentou do 29,1% ao 35%, e este non é o límite. Desafortunadamente, para iso, a célula solar tivo que estar composta de tres materiais diferentes, polo que neste caso é imposible facerse co silicio monolítico. Cando se ensambla, a célula solar é un bocadillo feito de material orgánico. en forma de película superficial, a película máis fina (varios átomos) de oxinitruro de hafnio e, de feito, unha oblea de silicio.
A capa de tetraceno absorbe o fotón de alta enerxía e converte a súa enerxía en dúas excitacións erradas na capa. Estas son as chamadas cuasipartículas . O proceso de separación coñécese como fisión de excitón singlete. Para unha aproximación aproximada, os excitóns compórtanse como electróns, e estas excitacións pódense usar para xerar corrente eléctrica. A pregunta é como transferir estas excitacións ao silicio e máis aló?
Unha fina capa de oxinitruro de hafnio converteuse nunha especie de ponte entre a película de tetraceno superficial e o silicio. Os procesos desta capa e os efectos de superficie sobre o silicio converten os excitóns en electróns, e despois todo segue como de costume. O experimento puido demostrar que isto aumenta a eficiencia da célula solar nos espectros azul e verde. Segundo os científicos, este non é o límite para aumentar a eficiencia dunha célula solar de silicio. Pero incluso a tecnoloxía presentada tardará anos en comercializarse.
Fonte: 3dnews.ru