Танымал кремний күн панельдерінің жарықты электр энергиясына қаншалықты тиімді түрлендіруінде шектеулер бар екені ешкімге құпия емес. Себебі әрбір фотон бір ғана электронды сөндіреді, дегенмен жеңіл бөлшектің энергиясы екі электронды сөндіруге жеткілікті. Жаңа зерттеуде MIT ғалымдары бұл іргелі шектеуді еңсеруге болатындығын көрсетті, бұл айтарлықтай жоғары тиімділігі бар кремний күн батареяларына жол ашады.
Фотонның екі электронды сөндіретін қабілеті теориялық тұрғыдан шамамен 50 жыл бұрын негізделген. Бірақ алғашқы сәтті эксперименттер 6 жыл бұрын ғана қайта шығарылды. Содан кейін эксперимент ретінде органикалық материалдардан жасалған күн батареясы пайдаланылды. Неғұрлым тиімді және мол кремнийге көшу қызықты болар еді, бұл ғалымдар қазір ғана үлкен жұмыстың арқасында қол жеткізе алды.
Соңғы кезінде кремнийлі күн батареясын құруға қол жеткізді, оның теориялық тиімділік шегі 29,1% -дан 35% -ға дейін өсті және бұл шек емес. Өкінішке орай, бұл үшін күн батареясын үш түрлі материалдан құрастыру керек болды, сондықтан бұл жағдайда монолитті кремниймен жүру мүмкін емес. Жиналған кезде күн батареясы органикалық материалдан жасалған сэндвич болып табылады. беткі қабық түрінде, гафний оксинитридінің ең жұқа (бірнеше атомды) қабықшасы және шын мәнінде кремний пластинасы.
Тетрацен қабаты жоғары энергиялы фотонды жұтып, оның энергиясын қабаттағы екі адасқан қозуға айналдырады. Бұл квазибөлшектер деп аталатындар . Бөлу процесі синглетті экситонды бөлу деп аталады. Дөрекі жуықтау үшін экситондар электрондар сияқты әрекет етеді және бұл қозулар электр тогын генерациялау үшін пайдаланылуы мүмкін. Мәселе мынада, бұл қозуларды кремнийге және одан тыс жерлерге қалай беру керек?
Гафний оксинитридінің жұқа қабаты беткі тетрацен пленкасы мен кремний арасындағы өзіндік көпір болды. Бұл қабаттағы процестер және кремнийге беттік әсерлер экситондарды электрондарға айналдырады, содан кейін бәрі әдеттегідей жалғасады. Эксперимент бұл көк және жасыл спектрлердегі күн батареясының тиімділігін арттыратынын көрсете алды. Ғалымдардың айтуынша, бұл кремнийлі күн батареясының тиімділігін арттырудың шегі емес. Бірақ тіпті ұсынылған технологияны коммерцияландыру үшін жылдар қажет.
Ақпарат көзі: 3dnews.ru