Źródło: Maxim Tabachnyk/University of Cambridge
Dotychczasowy rekord wydajności ogniw słonecznych został osiągnięty w zeszłym roku i wynosił 44,7%. Jednak Maxim Tabachnyk z University of Cambridge odkrył, że łącząc ze sobą dwa konkretne materiały można opracować ogniwa o wydajności dochodzącej niemal do 100%.
Gdy fotony absorbowane są przez ogniwa fotowoltaiczne, powstają wtedy ekscytony, które ułatwiają interakcję między światłem a materią. Cząsteczki te mają dwie odmiany - ekscytony singletowe są łatwe do uchwycenia przez ogniwa słoneczne, w przeciwieństwie do ekscytonów trypletowych, które jednak mogą produkować dwa elektrony z każdego fotonu, zwiększając tym samym wydajność.
Ogniwa fotowoltaiczne najczęściej produkowane są z krzemu, przez co absorbują jedynie ekscytony singletowe. Maxim Tabachnyk stwierdził, że krzem może zostać połączony z pentacenem. Jest to cząsteczka organiczna, która znajduje się w liściach i efektywnie absorbuje ekscytony trypletowe.
W trakcie badań, zespół naukowy wykorzystał spektroskopię laserową, która wytwarza impuls światła co kilka femtosekund (czyli 10-15 razy na sekundę). Uczeni odkryli, że hybrydowy materiał może posiadać wydajność na poziomie ponad 95%.
Naukowcy obecnie badają, czy ich odkrycie może zostać rozszerzone na inne systemy organiczne i nieorganiczne oraz pracują nad tanią powłoką organiczną, która może zostać wykorzystana do zwiększenia wydajności w krzemowych ogniwach słonecznych.
Źródło: http://zmianynaziemi.pl
