Постои надеж за зголемување на ефикасноста на класичните силиконски соларни панели

Не е тајна дека популарните силиконски соларни панели имаат ограничувања во тоа колку ефикасно ја претвораат светлината во електрична енергија. Тоа е затоа што секој фотон соборува само еден електрон, иако енергијата на лесната честичка може да биде доволна за да исфрли два електрони. Во новото истражување, научниците од МИТ покажуваат дека ова фундаментално ограничување може да се надмине, отворајќи го патот за силиконски соларни ќелии со значително поголема ефикасност.

Способноста на фотонот да исфрли два електрони беше теоретски оправдана пред околу 50 години. Но, првите успешни експерименти беа репродуцирани пред само 6 години. Потоа, како експеримент беше искористена соларна ќелија направена од органски материјали. Би било примамливо да се премине на поефикасниот и изобилен силикон, нешто што научниците дури сега успеале да го постигнат со огромна количина на работа.

Во текот на последните експериментација успеа да создаде силиконска соларна ќелија, чија теоретска граница на ефикасност беше зголемена од 29,1% на 35%, а тоа не е граница. За жал, за ова, соларната ќелија мораше да биде составена од три различни материјали, така што во овој случај е невозможно да се помине со монолитен силициум. Кога ќе се склопи, соларната ќелија е сендвич направен од органски материјал. тетрацен во форма на површински филм, најтенкиот (неколку атоми) филм од хафниум оксинитрид и, всушност, силиконски нафора.

Тетраценскиот слој го апсорбира високоенергетскиот фотон и ја претвора неговата енергија во две залутани возбудувања во слојот. Тоа се таканаречените квазичестички ексцитони. Процесот на одвојување е познат како единечна ексцитонска фисија. На груба апроксимација, ексцитоните се однесуваат како електрони, и овие возбудувања може да се користат за генерирање електрична струја. Прашањето е како да се пренесат овие возбудувања на силикон и пошироко?

Тенок слој на хафниум оксинитрид стана еден вид мост помеѓу површинскиот тетрацен филм и силициумот. Процесите во овој слој и површинските ефекти врз силиконот ги претвораат ексцитоните во електрони, а потоа сè продолжува како и обично. Експериментот беше во можност да покаже дека ова ја зголемува ефикасноста на соларната ќелија во синиот и зелениот спектра. Според научниците, ова не е граница за зголемување на ефикасноста на силиконската соларна ќелија. Но, дури и на презентираната технологија ќе бидат потребни години за да се комерцијализира.

Извор: 3dnews.ru