Hindi lihim na ang mga sikat na silicon solar panel ay may mga limitasyon sa kung gaano kahusay ang pag-convert ng ilaw sa kuryente. Ito ay dahil ang bawat photon ay nagpapatumba lamang ng isang electron, bagaman ang enerhiya ng isang liwanag na butil ay maaaring sapat upang patumbahin ang dalawang electron. Sa isang bagong pag-aaral, ipinakita ng mga siyentipiko ng MIT na ang pangunahing limitasyong ito ay maaaring malampasan, na nagbibigay daan para sa mga solar cell ng silikon na may mas mataas na kahusayan.
Ang kakayahan ng isang photon na patumbahin ang dalawang electron ay theoretically justified mga 50 taon na ang nakalilipas. Ngunit ang unang matagumpay na mga eksperimento ay ginawa lamang 6 na taon na ang nakakaraan. Pagkatapos, isang solar cell na gawa sa mga organikong materyales ang ginamit bilang isang eksperimento. Magiging kaakit-akit na lumipat sa mas mahusay at masaganang silikon, isang bagay na ngayon pa lang nakamit ng mga siyentipiko sa pamamagitan ng napakalaking dami ng trabaho.
Sa panahon ng huling nagtagumpay sa paglikha ng isang silicon solar cell, ang teoretikal na limitasyon ng kahusayan kung saan ay nadagdagan mula 29,1% hanggang 35%, at hindi ito ang limitasyon. Sa kasamaang palad, para dito, ang solar cell ay kailangang gawing composite ng tatlong magkakaibang mga materyales, kaya sa kasong ito imposibleng makuha sa pamamagitan ng monolithic silicon. Kapag binuo, ang solar cell ay isang sandwich na gawa sa organikong materyal. sa anyo ng isang surface film, ang thinnest (ilang atoms) film ng hafnium oxynitride at, sa katunayan, isang silicon wafer.
Ang tetracene layer ay sumisipsip ng high-energy photon at nagko-convert ng enerhiya nito sa dalawang stray excitations sa layer. Ito ang mga tinatawag na quasiparticle . Ang proseso ng paghihiwalay ay kilala bilang singlet exciton fission. Sa isang magaspang na approximation, ang mga exciton ay kumikilos tulad ng mga electron, at ang mga excitations na ito ay maaaring gamitin upang makabuo ng electrical current. Ang tanong ay kung paano ilipat ang mga paggulo sa silikon at higit pa?
Ang isang manipis na layer ng hafnium oxynitride ay naging isang uri ng tulay sa pagitan ng ibabaw na tetracene film at silikon. Ang mga proseso sa layer na ito at mga epekto sa ibabaw sa silicon ay nagko-convert ng mga exciton sa mga electron, at pagkatapos ay nagpapatuloy ang lahat gaya ng dati. Naipakita ng eksperimento na pinapataas nito ang kahusayan ng solar cell sa asul at berdeng spectra. Ayon sa mga siyentipiko, hindi ito ang limitasyon para sa pagtaas ng kahusayan ng isang silicon solar cell. Ngunit kahit na ang teknolohiyang ipinakita ay aabutin ng mga taon upang maging komersyal.
Pinagmulan: 3dnews.ru