기존 실리콘 태양전지 패널의 효율성을 높일 수 있는 희망이 있습니다.

인기 있는 실리콘 태양전지판이 빛을 전기로 효율적으로 변환하는 데 한계가 있다는 것은 비밀이 아닙니다. 이는 빛 입자의 에너지가 두 개의 전자를 녹아웃시키는 데 충분할 수 있지만 각 광자는 단 하나의 전자만 녹아웃시키기 때문입니다. 새로운 연구에서 MIT 과학자들은 이러한 근본적인 한계를 극복하여 훨씬 더 높은 효율성을 갖는 실리콘 태양전지의 길을 열 수 있음을 보여주었습니다.

두 개의 전자를 녹아웃시키는 광자의 능력은 약 50년 전에 이론적으로 정당화되었습니다. 그러나 최초의 성공적인 실험은 불과 6년 전에 재현되었습니다. 이어서, 유기재료로 만들어진 태양전지를 실험으로 사용하였다. 더 효율적이고 풍부한 실리콘으로 옮겨가는 것은 유혹적일 것입니다. 이는 과학자들이 이제 엄청난 양의 작업을 통해 달성할 수 있었던 것입니다.

마지막 동안 실험 이론적인 효율 한계를 29,1%에서 35%로 높인 실리콘 태양전지를 만드는 데 성공했는데, 이것이 한계가 아니다. 불행하게도 이를 위해서는 태양전지를 세 가지 서로 다른 재료로 복합적으로 만들어야 했기 때문에 이 경우 모놀리식 실리콘으로는 불가능합니다. 조립하면 태양전지는 유기재료로 만들어진 샌드위치 형태가 된다. 테트라센 표면 필름, 하프늄 산질화물의 가장 얇은(여러 원자) 필름, 실제로는 실리콘 웨이퍼 형태입니다.

테트라센 층은 고에너지 광자를 흡수하고 그 에너지를 층의 두 가지 표유 여기로 변환합니다. 이들은 소위 준입자이다. 엑시톤. 분리 과정은 단일항 엑시톤 핵분열로 알려져 있습니다. 대략적으로 엑시톤은 전자처럼 행동하며 이러한 여기는 전류를 생성하는 데 사용될 수 있습니다. 문제는 이러한 여기를 실리콘과 그 이상으로 어떻게 전달하는가입니다.

하프늄 산질화물의 얇은 층은 표면 테트라센 필름과 실리콘 사이의 일종의 다리가 되었습니다. 이 층의 프로세스와 실리콘의 표면 효과는 엑시톤을 전자로 변환하고 모든 것이 평소대로 진행됩니다. 실험에서는 이것이 청색 및 녹색 스펙트럼에서 태양전지의 효율을 증가시킨다는 것을 보여줄 수 있었습니다. 과학자들에 따르면, 이것은 실리콘 태양전지의 효율을 높이는 데 한계가 없다고 합니다. 하지만 제시된 기술조차 상용화되려면 수년이 걸릴 것이다.

출처 : 3dnews.ru