Oamenii de știință de la MIT au sensibilizat siliciul existent solar celule prin metoda fisiunii excitonului singlet. Acest lucru poate crește eficiența solar celule de la 18 la sută până la 35 la sută dublând astfel producția de energie, reducând astfel costurile tehnologiei solare.
Devine din ce în ce imperativ să ne reducem dependența de combustibilii fosili și să construim tehnologii pentru un viitor durabil. Energie solara este o sursă regenerabilă de energie Unde Soarele lumina este transformată în energie electrică. Celule solare sunt cel mai frecvent realizate din siliciu care folosește procesul fotovoltaic pentru a se transforma lumina soarelui în electricitate. De asemenea, sunt proiectate celule tandem care includ în general celule perovskite în care fiecare secțiune a solar celulele pot valorifica Soarele energie din spectrul său variat și astfel au o eficiență mai mare. Celulele solare disponibile astăzi sunt limitate de eficiența lor, care este de doar 15-22%.
Un studiu publicat pe 3 iulie în Natură a demonstrat cum siliciul solar eficiența celulelor ar putea fi crescută până la 35% prin aplicarea unui efect numit fisiune excitonului singlet. În acest efect, o singură particulă de lumină (foton) poate genera două perechi electron-gaură, spre deosebire de una singură. Fisiunea unui singur exciton este observată în multe materiale de la descoperirea sa în anii 1970. Studiul actual și-a propus să traducă pentru prima dată acest efect într-un efect viabil solar celulă.
Cercetătorii au transferat un singur efect de fisiune a excitonului din tetracen - un material cunoscut care îl prezintă - în siliciu cristalin. Acest material tetracen este o hidrocarbură organic semiconductor. Transferul a fost realizat prin plasarea unui strat subțire suplimentar de oxinitrură de hafniu (8 angstrom) între stratul de tetracen excitonic și siliciu. solar celulă și cuplarea lor.
Acest strat minuscul de oxinitrură de hafniu a acționat ca o punte și a făcut posibilă generarea de fotoni de înaltă energie în stratul de tetracen, care a declanșat apoi eliberarea a doi electroni în celula de siliciu, spre deosebire de cea obișnuită. Această sensibilizare a siliciului solar celula a redus pierderile de termică și a permis o mai bună sensibilitate la lumină. Producția de energie a solar celulele s-au dublat pe măsură ce a fost generată mai multă ieșire din părțile verzi și albastre ale spectrului. Acest lucru poate spori eficiența solar celule până la 35 la sută. Tehnologia diferă de celulele solare tandem, deoarece adaugă doar mai mult curent la siliciu fără a adăuga celule suplimentare.
Studiul actual a demonstrat celule solare improvizate de siliciu cu fisiune singlet care pot prezenta eficiențe crescute și, astfel, pot reduce costul general de generare a energiei al tehnologiei solare.
***
{Puteți citi lucrarea originală de cercetare făcând clic pe linkul DOI de mai jos în lista surselor citate}
Sursa (s)
Einzinger, M. şi colab. 2019. Sensibilizarea siliciului prin fisiunea excitonului singlet în tetracen. Natură. 571. https://doi.org/10.1038/s41586-019-1339-4
