Solary z efektywnością ponad limit, dzięki ferroelektrykom

Naukowcy z Uniwersytetu Drexel, rosyjskiej Akademii Naukii (Instytut Krystalografii Shubikov’a), Uniwersytet Pensylwanii i Laboratorium US Naval, podjęli pracę nad materiałami ferroelektrycznymi. Mowa tu konkretnie o kryształach tytanianie baru, który wykorzystano jako element, mający przekształcać energię słoneczną w energię elektryczną. Tak stworzone ogniwo fotowoltaiczne cechowało się efektywnością przekraczającą limity teoretyczne Shockley-Queisser (związane jest to z określeniem pasm wzbronionych dla materiałów, absorbujących światło spoza spektrum światła widzialnego). Wyniki tych badań mogą pomóc w budowie wydajniejszych ogniw słonecznych, niemal całkowicie przezroczystych, które będą w stanie generować „praktyczną” ilość energii. Metoda konwersji opiera się na mechanizmie wyłapywania tzw. „gorących” elektronów, czyli takich, które niosą ze sobą „dodatkową energię”, kiedy są wystawione na działanie światła słonecznego. Nowatorska konstrukcja wykorzystana w tym projekcie otwiera nowe możliwości w projektowaniu ogniw fotowoltaicznych. Wspomniany materiał pozwolił na przekroczenie tego limitu efektywności o 50%. Do pracy wykorzystuje jednak zaledwie 10% spektrum światła słonecznego. Naukowcy pracują już nad kolejnym projektem, gdzie wykorzystywane będą elektrody w nanoskali. Ma to umożliwić jeszcze wydajniejszą konwersję energii, poprzez kaskadowe wyłapywanie elektronów.