OGLAS

Sončna celica s singletno fisijo: učinkovit način za pretvorbo sončne svetlobe v električno energijo

Znanstveniki z MIT so senzibilizirali obstoječe silicijeve sončne celice z metodo cepitve singletnega ekscitona. To lahko poveča učinkovitost sončnih celic z 18 odstotkov na kar 35 odstotkov, s čimer se podvoji proizvodnja energije in s tem zmanjšajo stroški sončne tehnologije.

Postaja nujno zmanjšati svojo odvisnost od fosilnih goriv in zgraditi tehnologije za trajnostno prihodnost. Sončna energija je obnovljiv vir energija kjer se sončna svetloba pretvori v električno energijo. Sončne celice so najpogosteje izdelani iz silicija, ki uporablja fotovoltaični proces za pretvorbo sončne svetlobe v elektriko. Načrtujejo se tudi tandemske celice, ki običajno vključujejo perovskitne celice, kjer lahko vsak del sončnih celic izkoristi sončno energijo iz njegovega raznolikega spektra in ima tako višjo učinkovitost. Sončne celice, ki so danes na voljo, so omejene zaradi njihove učinkovitosti, ki znaša le 15-22 odstotkov.

Študija, objavljena 3. julija leta Narava je pokazal, kako silicij sončna učinkovitost celic bi lahko dvignili na kar 35 odstotkov z uporabo učinka, imenovanega singletna ekscitonska cepitev. V tem učinku lahko en sam delec svetlobe (foton) ustvari dva para elektron-luknja v nasprotju z enim. Posamezna ekscitonska cepitev je vidna v številnih materialih od njenega odkritja v sedemdesetih letih prejšnjega stoletja. Cilj trenutne študije je bil ta učinek prvič prevesti v sposobno sončno celico.

Raziskovalci so prenesli učinek cepitve enega ekscitona iz tetracena – znanega materiala, ki ga izkazuje – v kristalni silicij. Ta material tetracen je ogljikovodikov organski polprevodnik. Prenos je bil dosežen z namestitvijo dodatne tanke plasti hafnijevega oksinitrida (8 angstromov) med ekscitonsko tetracensko plast in silicijevo sončno celico in njunim spajanjem.

Ta drobna plast hafnijevega oksinitrida je delovala kot most in omogočila generiranje visokoenergetskih fotonov v tetracenski plasti, ki je nato sprožila sproščanje dveh elektronov v silicijevi celici v nasprotju z običajnim. Ta senzibilizacija silicijeve sončne celice je zmanjšala izgube termalizacije in omogočila boljšo občutljivost na svetlobo. Izhodna energija sončnih celic se je podvojila, saj je bila večja proizvodnja ustvarjena iz zelenih in modrih delov spektra. To lahko poveča učinkovitost sončnih celic do 35 odstotkov. Tehnologija se razlikuje od tandemskih sončnih celic, saj samo dodaja več toka siliciju brez dodajanja dodatnih celic.

Trenutna študija je pokazala improvizirane silicijeve sončne celice s singletno fisijo, ki lahko pokažejo večjo učinkovitost in tako zmanjšajo skupne stroške proizvodnje energije sončne tehnologije.

***

{Izvirno raziskovalno nalogo lahko preberete s klikom na spodnjo povezavo DOI na seznamu citiranih virov}

Vir (i)

Einzinger, M. et al. 2019. Senzibilizacija silicija s singletnim ekscitonskim cepljenjem v tetracenu. Narava. 571. https://doi.org/10.1038/s41586-019-1339-4

Ekipa SCIEU
Ekipa SCIEUhttps://www.ScientificEuropean.co.uk
Scientific European® | SCIEU.com | Pomemben napredek v znanosti. Vpliv na človeštvo. Navdihujoči umi.

Naročite se na naše e-novice

Da boste na tekočem z vsemi najnovejšimi novicami, ponudbami in posebnimi objavami.

Najbolj priljubljeni Članki

Poraba visoko predelane hrane in zdravje: novi dokazi iz raziskav

Dve študiji zagotavljata dokaze, ki povezujejo visoko porabo...

Energetsko učinkovita gradbena izolacija po navdihu polarnega medveda

Znanstveniki so zasnovali termalni zračni gel iz ogljikove cevi, ki ga navdihuje z naravo.

'e-Skin', ki posnema biološko kožo in njene funkcije

Odkritje nove vrste upogljivega, samozdravilnega...
- Oglas -
94,669FaniKot
47,715SpremljevalciSledite
1,772SpremljevalciSledite
30NaročnikiPrijavi se