Sposób na zwiększenie efektywności tanich solarów, do 44%!

Naukowcy z Wydziału Materiałów optoelektronicznych z Politechniki w Delft (TU - „University of Technology”) i z koncernu Toyoty zaprezentowali wyniki swoich badań nad nanocząstkami półprzewodników. Odkryli oni sposób na to, jak można dość znacząco zwiększyć wydajność i sprawność ogniw fotowoltaicznych, wykorzystując nanotechnologię i zjawiska kwantowe. Wyniki badań zaprezentowano na łamach „Nano Letters”. Kluczem do zwiększenia sprawności ogniw fotowoltaicznych jest wykorzystanie nanocząstek, zwanych także kropkami kwantowymi. Według wyliczeń naukowców, metoda ta pozwoli na osiągnięcie wydajności wynoszącej aż 44%! Wiąże się to z ciekawym zjawiskiem zaobserwowanym przez naukowców - „powielaniem nosiciela”. Chodzi o to, że element wyzwalający, czyli foton jest w stanie wytrącić więcej niż jeden elektron! W obecnych ogniwach, pojedynczy foton wytraca tylko jeden elektron. Może to być krok milowy w rozwoju energetyki słonecznej. Zamiast tworzyć nowe materiały, wykorzystajmy to, co mamy, w nowy, innowacyjny sposób. © Politechnika w Delft Zjawisko to jest znane od dawna, lecz dotychczas nie było wykorzystywane. Wiązało się to z bardzo krótkim czasem życia elementu pośredniczącego, który mógł wybić kolejne elektrony. Czas ten trwa około 5*10^-11 sekundy. W tym czasie kolejne elektrony nie zdążyły się wybić, gdyż element nie zdążył do nich dotrzeć (efekt Augera). Naukowcy sięgnęli więc do zjawisk kwantowych. Usprawnili oni przepływ swobodny elektronów, tworząc coś na wzór elektronów mobilnych, które poruszały się szybko i swobodnie pomiędzy poszczególnymi warstwami i atomami. Uniknięto w ten sposób rekombinacji Augera, co pozwoliło na wytrącenie więcej niż jednego elektronu, pod wpływem działania pojedynczego fotonu. Udało się w ten sposób wytrącić średnio 3,5 elektronu, zamiast 1.