© Evertiq
Komponenty |
Grafen przyszłością fotowoltaiki
Dzięki nowoczesnej metodzie pomiarowej udało się zbadać możliwości konwersji światła na energię elektryczną przez grafen. Wyniki są obiecujące. Okazuje się, że jeden foton może wybić więcej niż 1 elektron.
Naukowcom udało się niedawno wykazać, że grafen jest w stanie wygenerować kilka elektronów z wykorzystaniem tylko jednego fotonu. To bardzo obiecujące wyniki, pokazujące, że grafen może zrewolucjonizować fotowoltaikę. Panele słoneczne mogą znacznie zyskać na efektywności.
Grupa ta stanowi mieszankę naukowców z EPFL (Marco Gioni), Uniwersytetu w Aarhus i ELETTRA we Włoszech. Opracowali oni niezwykłą technikę pomiaru tych ultraszybkich zjawisk (10 ^ -15 sekundy), nazwaną „ultraszybką spektrokopią fotoemisyjną z analizą czasową i kątową”, czyli „trARPES”. Eksperymenty przeprowadzono w laboratorium Rutherford Appletown na Oxfordzie.
Badania te wykazały, że coraz tańszy w produkcji grafen pozwala zwiększyć efektywność zjawisk fotowoltaicznych. Co więcej, tak wygenerowane elektrony mają dość energii, aby stać się nośnikami energii elektrycznej. Szczegóły opisano na łamach Nano Letters.
Są to pierwsze tego typu badania, które pozwalają zrozumieć możliwości grafenu związane z konwersją światła w energię elektryczną. Jako materiał znacznie wydajniejszy w transferze prądu elektrycznego w temperaturze i stanowiącego przyszłość układów scalonych, może być też chętnie wykorzystany w panelach słonecznych, skoro już teraz wykazano jego tak niezwykle efektywne właściwości.
Do eksperymentu nie wykorzystano jednak czystego grafenu, lecz domieszkowany został metodami chemicznymi. Domieszki powodują, że ilość elektronów się zwiększa, bądź zmniejsza. Odpowiedni stosunek tych domieszek sprawia, że pojedynczy foton wybija różną ilość elektronów. Foton uderzając w elektron pobudza go do spadku z wyższego poziomu na podstawowy. Lecz elektron ten przy okazji pobudza np. dwa kolejne elektrony.
Oznacza to, że nowoczesne panele słoneczne będą mogły efektywnie pracować w całym widmie światła widzialnego, przy jednoczesnym zmniejszeniu strat energii, w porównaniu do dzisiejszych urządzeń opartych na krzemie.
Metoda ta będzie wykorzystana jeszcze przy badaniu innych materiałów pod kątem tego zjawiska. Przykładem ma być dwusiarczek molibdenu. Jest to materiał równie interesujący jak grafen ze względu na jego właściwości elektryczne i katalityczne.
