Научниците од МИТ го сензибилизираа постоечкиот силикон соларни клетки со метод на единечна ексцитонска фисија. Ова може да ја зголеми ефикасноста на соларни ќелии од 18 проценти до дури 35 проценти, со што се удвојува производството на енергија и со тоа се намалуваат трошоците за соларната технологија.
Станува императив да ја намалиме нашата зависност од фосилни горива и да изградиме технологии за одржлива иднина. Соларна енергија е обновлив извор на енергија каде Сонцето светлината се претвора во електрична енергија. Соларни ќелии најчесто се направени од силициум кој користи фотоволтаичен процес за да се трансформира сончева светлина во електрична енергија. Се дизајнираат и тандемски ќелии кои генерално вклучуваат перовскитни ќелии каде што секој дел од соларни клетките можат да искористат Сонцето енергија од неговиот разновиден спектар и на тој начин имаат поголема ефикасност. Соларните ќелии достапни денес се ограничени поради нивната ефикасност која е само 15-22 проценти.
Студија објавена на 3 јули во природата покажа како силикон соларни ефикасноста на клетките може да се зголеми до 35 проценти со примена на ефектот наречен единечна ексцитонска фисија. Во овој ефект, една честичка светлина (фотон) може да генерира два пара електрон-дупка наспроти само еден. Фисијата на еден ексцитон е забележана во многу материјали од нејзиното откривање во 1970-тите. Тековната студија имаше за цел да го преведе овој ефект за прв пат во остварлив соларни клетка.
Истражувачите го пренеле ефектот на фисија на еден ексцитон од тетрацен - познат материјал што го покажува - во кристален силициум. Овој материјал тетрацен е јаглеводород органски полупроводник. Трансферот беше постигнат со поставување на дополнителен тенок слој на хафниум оксинитрид (8 ангстром) помеѓу ексцитоничен тетрацен слој и силициум соларни ќелија и нивно спојување.
Овој мал слој на хафниум оксинитрид делуваше како мост и овозможи генерирање на високоенергетски фотони во тетраценскиот слој што потоа предизвика ослободување на два електрони во силиконската ќелија за разлика од вообичаеното. Оваа сензибилизација на силиконот соларни ќелијата ги намали загубите на термализација и овозможи подобра чувствителност на светлина. Излезот на енергија на соларни ќелиите се удвоија бидејќи повеќе излез беше генериран од зелените и сините делови од спектарот. Ова може да ја подобри ефикасноста на соларни клетки до дури 35 проценти. Технологијата се разликува од тандемските соларни ќелии бидејќи само додава повеќе струја на силиконот без додавање дополнителни ќелии.
Тековната студија покажа импровизирани соларни силиконски ќелии со единечна фисија кои можат да покажат зголемена ефикасност и на тој начин да ги намалат вкупните трошоци за производство на енергија од соларната технологија.
***
{Можете да го прочитате оригиналниот истражувачки труд со кликнување на врската DOI дадена подолу во списокот со цитирани извори}
Извор (и)
Einzinger, M. et al. 2019. Сензибилизација на силициум со единечна ексцитонска фисија во тетрацен. Природата. 571. https://doi.org/10.1038/s41586-019-1339-4
