Постоји нада да ће се повећати ефикасност класичних силицијумских соларних панела

Није тајна да популарни силиконски соларни панели имају ограничења у томе колико ефикасно претварају светлост у електричну енергију. То је зато што сваки фотон избацује само један електрон, иако енергија честице светлости може бити довољна да избаци два електрона. У новој студији, научници МИТ-а показују да се ово основно ограничење може превазићи, отварајући пут силицијумским соларним ћелијама са знатно већом ефикасношћу.

Способност фотона да избаци два електрона је теоретски оправдана пре око 50 година. Али први успешни експерименти су репродуковани пре само 6 година. Затим је као експеримент коришћена соларна ћелија направљена од органских материјала. Било би примамљиво прећи на ефикаснији и богатији силицијум, нешто што су научници тек сада успели да постигну колосалном количином рада.

Током последњег експеримент успео да створи силицијумску соларну ћелију, чија је теоријска граница ефикасности повећана са 29,1% на 35%, а то није граница. Нажалост, за ово је соларна ћелија морала бити направљена од три различита материјала, тако да је у овом случају немогуће проћи са монолитним силицијумом. Када се склопи, соларна ћелија је сендвич од органског материјала. тетрацен у облику површинског филма, најтањег (неколико атома) филма хафнијум оксинитрида и, у ствари, силицијумске плочице.

Слој тетрацена апсорбује фотон високе енергије и претвара његову енергију у две залутале побуде у слоју. То су такозване квазичестице екситони. Процес раздвајања познат је као синглетна ексцитонска фисија. У грубој апроксимацији, ексцитони се понашају као електрони, а ова побуда се могу користити за генерисање електричне струје. Питање је како пренети ове побуде на силицијум и даље?

Танак слој хафнијум оксинитрида постао је нека врста моста између површинског тетраценског филма и силицијума. Процеси у овом слоју и површински ефекти на силицијум претварају екситоне у електроне, а онда се све одвија уобичајено. Експеримент је успео да покаже да ово повећава ефикасност соларне ћелије у плавом и зеленом спектру. Према научницима, ово није граница за повећање ефикасности силицијумске соларне ћелије. Али чак и представљена технологија биће комерцијализована годинама.

Извор: 3дневс.ру