Científics del MIT han sensibilitzat el silici existent solar cèl·lules mitjançant el mètode de fissió de l'excitó singlet. Això pot augmentar l'eficiència de solar cèl·lules del 18 per cent fins al 35 per cent, duplicant així la producció d'energia i reduint així els costos de la tecnologia solar.
S'està tornant imprescindible reduir la nostra dependència dels combustibles fòssils i construir tecnologies per a un futur sostenible. Energia solar és una font renovable de energia where Sol la llum es converteix en energia elèctrica. Cèl·lules solars Es fan més comunament de silici que utilitza un procés fotovoltaic per transformar-se llum del sol a l'electricitat. També s'estan dissenyant cèl·lules en tàndem que generalment inclouen cèl·lules perovskites on cada secció del solar les cèl·lules poden aprofitar Sol energia del seu variat espectre i, per tant, tenen una major eficiència. Les cèl·lules solars disponibles avui estan limitades per la seva eficiència, que és només del 15 al 22 per cent.
Un estudi publicat el 3 de juliol a Nature ha demostrat com el silici solar l'eficiència cel·lular es podria augmentar fins a un 35 per cent aplicant un efecte anomenat fissió d'excitons singlet. En aquest efecte, una sola partícula de llum (fotó) pot generar dos parells d'electró-forat en lloc de només un. La fissió de l'excitó únic s'observa en molts materials des del seu descobriment a la dècada de 1970. L'estudi actual pretenia traduir aquest efecte per primera vegada en un efecte viable solar cèl · lula.
Els investigadors van transferir l'efecte de fissió de l'excitó únic del tetracè, un material conegut que l'exhibeix, al silici cristal·lí. Aquest material tetracè és un hidrocarbur orgànic semiconductor. La transferència es va aconseguir col·locant una capa fina addicional d'oxinitrur d'hafni (8 angstrom) entre la capa de tetracè excitònic i el silici. solar cèl·lula i acoblar-les.
Aquesta minúscula capa d'oxinitrur d'hafni va actuar com un pont i va fer possible la generació de fotons d'alta energia a la capa de tetracè que després van desencadenar l'alliberament de dos electrons a la cèl·lula de silici a diferència de l'habitual. Aquesta sensibilització del silici solar la cèl·lula va reduir les pèrdues de termalització i va permetre una millor sensibilitat a la llum. La producció d'energia del solar les cel·les es van duplicar a mesura que es generava més sortida a partir de les parts verdes i blaves de l'espectre. Això pot millorar l'eficiència de solar cèl·lules fins a un 35 per cent. La tecnologia difereix de les cèl·lules solars en tàndem ja que només afegeix més corrent al silici sense afegir cèl·lules addicionals.
L'estudi actual ha demostrat cèl·lules solars de silici de fissió singlet improvisades que poden mostrar una major eficiència i reduir així el cost global de generació d'energia de la tecnologia solar.
***
{Podeu llegir el document de recerca original fent clic a l'enllaç DOI que apareix a continuació a la llista de fonts citades}
Font (s)
Einzinger, M. et al. 2019. Sensibilització del silici per fissió d'excitons singlet en tetracè. Naturalesa. 571. https://doi.org/10.1038/s41586-019-1339-4
