Популярдуу кремний күн панелдеринде жарыкты электр энергиясына канчалык эффективдүү айландырууда чектөөлөр бар экени жашыруун эмес. Себеби ар бир фотон бир гана электронду өчүрөт, бирок жарык бөлүкчөсүнүн энергиясы эки электронду жок кылууга жетиштүү болот. Жаңы изилдөөдө MIT илимпоздору бул фундаменталдык чектөөнү жеңип чыгууга болорун көрсөтүп, кремний күн батареяларына жол ачып, кыйла жогору эффективдүүлүккө ээ.
Фотондун эки электронду жок кылуу жөндөмдүүлүгү теориялык жактан болжол менен 50 жыл мурда акталган. Бирок алгачкы ийгиликтүү эксперименттер 6 жыл мурун гана кайталанган. Андан кийин эксперимент катары органикалык материалдардан жасалган күн батареясы колдонулган. Эффективдүү жана мол кремнийге өтүү азгырык болмок, бул илимпоздор азыр гана эбегейсиз зор эмгектин натыйжасында жетише алышкан.
Акыркы мезгилде кремний күн батареясын түзүүгө жетишти, анын теориялык эффективдүүлүгүнүн чеги 29,1%дан 35%ке чейин көбөйдү, бул чек эмес. Тилекке каршы, бул үчүн күн батареясы үч түрдүү материалдан жасалган болушу керек болчу, ошондуктан бул учурда монолиттүү кремний менен алуу мүмкүн эмес. Чогулганда, күн батареясы органикалык материалдан жасалган бутерброд болуп саналат. беттик пленка түрүндө, гафний оксинитридинин эң ичке (бир нече атомдук) пленкасы жана чындыгында кремний пластинкасы.
Тетрацен катмары жогорку энергиялуу фотонду өзүнө сиңирип, анын энергиясын катмардагы эки адашкан дүүлүктүрүүгө айлантат. Булар квазибөлүкчөлөр деп аталат . Бөлүнүү процесси синглет экситондук бөлүнүү деп аталат. Болжолдуу түрдө, экситондор электрондор сыяктуу иштешет жана бул дүүлүктүрүүлөр электр тогун жаратуу үчүн колдонулушу мүмкүн. Бул толкундоолорду кремнийге жана андан тышкарыга кантип өткөрүп берүү керек деген суроо туулат?
Гафний оксинитридинин жука катмары беттик тетрацен пленкасы менен кремнийдин ортосунда кандайдыр бир көпүрө болуп калды. Бул катмардагы процесстер жана кремнийге беттик эффекттер экситондорду электронго айландырышат, анан баары кадимкидей уланат. Эксперимент бул көк жана жашыл спектрлерде күн батареясынын эффективдүүлүгүн жогорулатарын көрсөтө алган. Окумуштуулардын айтымында, бул кремний күн батареясынын эффективдүүлүгүн жогорулатуу үчүн чек эмес. Бирок сунушталган технологияны да коммерциялаштыруу үчүн көп жылдар талап кылынат.
Source: 3dnews.ru