Klassik silikon quyosh panellarining samaradorligini oshirishga umid bor

Hech kimga sir emaski, mashhur kremniy quyosh panellari yorug'likni elektr energiyasiga qanchalik samarali aylantirishda cheklovlarga ega. Buning sababi shundaki, har bir foton faqat bitta elektronni uradi, ammo yorug'lik zarrasining energiyasi ikkita elektronni urib yuborish uchun etarli bo'lishi mumkin. Yangi tadqiqotda MIT olimlari ushbu asosiy cheklovni yengib o‘tish mumkinligini ko‘rsatib, kremniy quyosh xujayralarini sezilarli darajada yuqori samaradorlikka yo‘l ochadi.

Fotonning ikkita elektronni urib yuborish qobiliyati taxminan 50 yil oldin nazariy jihatdan oqlangan. Ammo birinchi muvaffaqiyatli tajribalar faqat 6 yil oldin takrorlangan. Keyin tajriba sifatida organik materiallardan tayyorlangan quyosh batareyasi ishlatilgan. Samaraliroq va mo'l-ko'l kremniyga o'tish jozibador bo'lar edi, bu narsa olimlar hozirda katta hajmdagi ish orqali erisha oldilar.

Oxirgi vaqt ichida tajriba nazariy samaradorlik chegarasini 29,1% dan 35% gacha ko'targan kremniy quyosh batareyasini yaratishga muvaffaq bo'ldi va hisoblash. Afsuski, buning uchun quyosh xujayrasi uch xil materialdan iborat bo'lishi kerak edi, shuning uchun bu holda monolit kremniy bilan o'tish mumkin emas. Yig'ilganda, quyosh batareyasi organik materialdan tayyorlangan sendvichdir. tetrasen sirt plyonkasi shaklida, gafniy oksinitridining eng nozik (bir necha atomli) plyonkasi va aslida kremniy gofreti.

Tetrasen qatlami yuqori energiyali fotonni o'zlashtiradi va uning energiyasini qatlamdagi ikkita adashgan qo'zg'alishga aylantiradi. Bular kvazizarralar deb ataladi qo'zg'alishlar. Ajralish jarayoni singl eksiton bo'linishi deb nomlanadi. Taxminan taxmin qilish mumkinki, eksitonlar elektronlar kabi harakat qiladilar va bu qo'zg'alishlar elektr tokini hosil qilish uchun ishlatilishi mumkin. Savol shundaki, bu qo'zg'alishlarni kremniyga va undan tashqariga qanday o'tkazish kerak?

Gafniy oksinitridining yupqa qatlami tetrasen plyonkasi va kremniy o'rtasida o'ziga xos ko'prik bo'ldi. Ushbu qatlamdagi jarayonlar va kremniyga sirt ta'siri eksitonlarni elektronga aylantiradi va keyin hamma narsa odatdagidek davom etadi. Tajribada shu tarzda quyosh batareyasining ko'k va yashil spektrdagi samaradorligi ortib borishini ko'rsatish mumkin edi. Olimlarning fikricha, bu kremniyli quyosh batareyasining samaradorligini oshirish chegarasi emas. Ammo hatto taqdim etilgan texnologiyani ham tijoratlashtirish uchun yillar kerak bo'ladi.

Manba: 3dnews.ru