Vísindamenn frá MIT hafa næmt núverandi kísil sól frumur með singlet exciton fission aðferð. Þetta getur aukið skilvirkni af sól frumur úr 18 prósentum í allt að 35 prósent og tvöfaldar þannig orkuframleiðslu og dregur þannig úr kostnaði við sólartækni.
Það er að verða brýnt að draga úr ósjálfstæði okkar á jarðefnaeldsneyti og byggja upp tækni fyrir sjálfbæra framtíð. Sólarorka er endurnýjanleg uppspretta orka þar sem Sólar ljós er breytt í raforku. Sólfrumur eru oftast gerðar úr sílikoni sem notar photovoltaic ferli til að umbreyta sólarljós í rafmagn. Einnig er verið að hanna samhljóða frumur sem venjulega innihalda perovskites frumur þar sem hver hluti af sól frumur geta virkjað Sólar orku frá fjölbreyttu litrófi og hafa þannig meiri skilvirkni. Sólarsellur sem eru í boði í dag takmarkast af skilvirkni þeirra sem er aðeins 15-22 prósent.
Rannsókn sem birt var 3. júlí í Nature hefur sýnt fram á hvernig sílikon sól Hægt væri að hækka frumuvirkni í allt að 35 prósent með því að beita áhrifum sem kallast singlet exciton fission. Í þessum áhrifum getur ein ljósögn (ljóseind) myndað tvö rafeindaholapör öfugt við aðeins eitt. Einstök örvunarklofnun sést í mörgum efnum síðan hún fannst á áttunda áratugnum. Núverandi rannsókn miðar að því að þýða þessi áhrif í fyrsta skipti í raunhæf sól klefi.
Vísindamenn fluttu staka örvunarklofnunaráhrif frá tetracene - þekktu efni sem sýnir það - yfir í kristallaðan sílikon. Þetta efni tetrasen er kolvetni lífræn hálfleiðari. Flutningurinn var náð með því að setja til viðbótar þunnt lag af hafníum oxýnítríði (8 ångström) á milli excitonic tetracene lags og sílikons sól klefi og tengja þá.
Þetta örsmáa hafníum oxýnítríð lag virkaði sem brú og gerði kleift að mynda háorkuljóseindir í tetracene laginu sem síðan kveikti á losun tveggja rafeinda í kísilfrumunni öfugt við þá venjulegu. Þessi næmni kísils sól fruman minnkaði hitauppstreymistap og gerði betri ljósnæmi. Orkuframleiðsla á sól frumur tvöfölduðust eftir því sem meiri framleiðsla var mynduð úr grænum og bláum hlutum litrófsins. Þetta getur aukið skilvirkni sól frumur allt að 35 prósent. Tæknin er frábrugðin tandem sólarsellunum þar sem hún bætir bara meiri straumi við sílikonið án þess að bæta við fleiri frumum.
Núverandi rannsókn hefur sýnt fram á spunaklofnar kísilsólfrumur sem geta sýnt aukna skilvirkni og þannig dregið úr heildarorkuframleiðslukostnaði sólartækni.
***
{Þú getur lesið upprunalegu rannsóknarritgerðina með því að smella á DOI hlekkinn sem gefinn er upp hér að neðan á listanum yfir tilvitnaðar heimildir}
Heimildir)
Einzinger, M. o.fl. 2019. Næmni kísils með singlet exciton fission í tetracene. Náttúran. 571. https://doi.org/10.1038/s41586-019-1339-4
