REKLÁM

Singlet-fission napelem: hatékony módszer a napfény elektromos árammá alakítására

Az MIT tudósai szingulett exciton hasadásos módszerrel érzékenyítették a meglévő szilícium napelemeket. Ez a napelemek hatékonyságát 18 százalékról akár 35 százalékra is növelheti, így megduplázódik az energiakibocsátás, csökkentve a napelemes 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 Nap fénye elektromos energiává alakul. Napelemek leggyakrabban szilíciumból készülnek, amely fotovoltaikus eljárással alakítja át a napfényt elektromos árammá. Tandemcellákat is terveznek, amelyek általában perovszkit cellákat tartalmaznak, ahol a napelemek minden része képes hasznosítani a Nap energiáját a különféle 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 az egyszeri exciton hasadás számos anyagban látható. A jelenlegi tanulmány célja volt, hogy ezt a hatást először életképes napelemké alakítsa át.

Researchers transferred single exciton fission effect from tetracene – a known material which exhibits it – into crystalline silicon. This material tetracene is a hydrocarbon organikus semiconductor. The transfer was achieved by placing an additional thin layer of hafnium oxynitride (8 angstrom) between excitonic tetracene layer and silicon solar cell and coupling them.

Ez az apró hafnium-oxinitrid réteg hídként működött, és lehetővé tette a nagy energiájú fotonok képződését a tetracénrétegben, amelyek aztán két elektron felszabadulását váltották ki a szilíciumcellában, a szokásostól eltérően. A szilícium napelem érzékenyítése csökkentette a termikus veszteségeket és jobb fényérzékenységet tett lehetővé. A napelemek energiakibocsátása megduplázódott, mivel a spektrum zöld és kék részei több teljesítményt generáltak. Ez akár 35 százalékra is növelheti a napelemek hatékonyságát. 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

SCIEU csapat
SCIEU csapathttps://www.ScientificEuropean.co.uk
Scientific European® | SCIEU.com | Jelentős előrelépések a tudományban. Hatás az emberiségre. Inspiráló elmék.

Iratkozzon fel hírlevelünkre

A legfrissebb hírekkel, ajánlatokkal és külön értesítésekkel kell frissíteni.

Legnépszerűbb cikkek

Legmelegebb hőmérséklet 130°F (54.4C) Kaliforniában, USA-ban rögzítették

A kaliforniai Death Valley magas hőmérséklete 130 Celsius-fok volt...

Új, egyszerű kezelés a földimogyoró-allergiára

Ígéretes új kezelés immunterápiával a földimogyoró...
- Reklám -
94,519VentilátorokMint
47,682KövetőKövesse
1,772KövetőKövesse
30ElőfizetőkFeliratkozás