Ni skrivnost, da imajo priljubljene silicijeve sončne celice omejitve glede učinkovitosti pretvarjanja svetlobe v električno energijo. To je zato, ker vsak foton izbije le en elektron, čeprav je lahko energija lahkega delca dovolj, da izbije dva elektrona. V novi študiji so znanstveniki MIT pokazali, da je to temeljno omejitev mogoče premagati, kar utira pot silicijevim sončnim celicam z znatno višjo učinkovitostjo.
Sposobnost fotona, da izbije dva elektrona, je bila teoretično utemeljena pred približno 50 leti. Toda prvi uspešni poskusi so bili reproducirani šele pred 6 leti. Nato je bila kot poskus uporabljena sončna celica iz organskih materialov. Mamljivo bi bilo preiti na učinkovitejši in bogatejši silicij, nekaj, kar je znanstvenikom uspelo doseči šele zdaj z ogromno količino dela.
Med zadnjim uspelo ustvariti silicijevo sončno celico, katere teoretično mejo učinkovitosti so povečali z 29,1 % na 35 %, kar pa ni meja. Na žalost je morala biti sončna celica za to sestavljena iz treh različnih materialov, zato je v tem primeru nemogoče priti do monolitnega silicija. Ko je sončna celica sestavljena, je sendvič iz organskega materiala. v obliki površinskega filma najtanjši (več atomov) film hafnijevega oksinitrida in pravzaprav silicijeva rezina.
Tetracenska plast absorbira visokoenergetski foton in pretvori njegovo energijo v dve potepuški vzbujanji v plasti. To so tako imenovani kvazidelci . Postopek ločevanja je znan kot cepitev singletnega ekscitona. V grobem približku se ekscitoni obnašajo kot elektroni in ta vzbujanja se lahko uporabijo za ustvarjanje električnega toka. Vprašanje je, kako ta vzbujanja prenesti na silicij in naprej?
Tanka plast hafnijevega oksinitrida je postala nekakšen most med površinskim tetracenskim filmom in silicijem. Procesi v tej plasti in površinski učinki na silicij pretvorijo ekscitone v elektrone, nato pa gre vse kot običajno. Poskus je pokazal, da to poveča učinkovitost sončne celice v modrem in zelenem spektru. Po mnenju znanstvenikov to ni meja za povečanje učinkovitosti silicijeve sončne celice. Toda celo predstavljena tehnologija bo potrebovala leta, da bo komercializirana.
Vir: 3dnews.ru