Az MIT tudósai érzékenyítették a meglévő szilíciumot nap sejteket szingulett exciton hasadási módszerrel. Ez növelheti a hatékonyságot nap cellák 18 százalékról akár 35 százalékra, így megduplázódik az energiakibocsátás, ezáltal csökkentve a szoláris technológia költségeit.
Elengedhetetlenné válik, hogy csökkentsük a fosszilis tüzelőanyagoktól való függőségünket, és technológiákat építsünk ki a fenntartható jövő érdekében. Napenergia megújuló forrása energia ahol A Napé a fény elektromos energiává alakul. Napelemek leggyakrabban szilíciumból készülnek, amely fotovoltaikus folyamatot használ az átalakításhoz napfény az elektromosságba. Tandem cellákat is terveznek, amelyek általában perovskites cellákat tartalmaznak, ahol a nap a sejtek kihasználhatják A Napé energiát a változatos spektrumából, és így nagyobb hatásfokkal rendelkezik. A manapság elérhető napelemek hatásfoka csak 15-22 százalékos.
Egy tanulmány, amelyet július 3-án tettek közzé Természet bemutatta, hogyan szilícium nap a sejtek hatékonysága akár 35 százalékra is növelhető a szingulett exciton hasadásnak nevezett effektus alkalmazásával. Ebben a hatásban egyetlen fényrészecske (foton) két elektron-lyuk párt tud létrehozni, szemben csak egy. Az 1970-es években történt felfedezése óta számos anyagban megfigyelhető egyetlen exciton hasadás. A jelenlegi tanulmány célja volt, hogy ezt a hatást először életképessé tegye nap sejt.
A kutatók a tetracénből – egy ismert anyagból – kristályos szilíciumba vitték át az egyszeres exciton hasadási hatást. Ez az anyag a tetracén egy szénhidrogén organikus félvezető. Az átvitelt egy további vékony hafnium-oxinitrid (8 angström) réteggel valósították meg az excitonos tetracénréteg és a szilícium közé. nap cella és azok összekapcsolása.
Ez az apró hafnium-oxinitrid réteg hídként működött, és lehetővé tette a nagy energiájú fotonok generálását a tetracénrétegben, amelyek azután két elektron felszabadulását váltották ki a szilíciumcellában, a szokásostól eltérően. Ez a szilícium érzékenyítése nap A cella csökkentette a termikus veszteségeket és jobb fényérzékenységet tett lehetővé. Az energiakibocsátás a nap A cellák megduplázódtak, mivel több kimenetet generált a spektrum zöld és kék része. Ez növelheti a hatékonyságot nap 35 százalékra. A technológia eltér a tandem napelemektől, mivel csak több áramot ad a szilíciumhoz anélkül, hogy további cellákat adna hozzá.
A jelenlegi tanulmány improvizált, szimpla hasadású szilícium napelemeket mutatott be, amelyek megnövekedett hatékonyságot mutatnak, és így csökkenthetik a napenergia-technológia általános energiatermelési költségét.
***
{Az eredeti kutatási cikket a hivatkozott forrás(ok) listájában lent található DOI linkre kattintva olvashatja el}
Forrás (ok)
Einzinger, M. et al. 2019. A szilícium szenzitizálása szingulett exciton hasadással tetracénben. Természet. 571. https://doi.org/10.1038/s41586-019-1339-4
