Wetenskaplikes van MIT het bestaande silikon -sonselle gesensitiseer deur die enkelvoudige eksiton-splitsingsmetode. Dit kan die doeltreffendheid van sonselle van 18 persent tot so hoog as 35 persent verhoog, wat die energie-uitset verdubbel en sodoende die koste van sonkragtegnologie verminder.
Dit word al hoe meer noodsaaklik om ons afhanklikheid van fossielbrandstowwe te verminder en tegnologieë vir 'n volhoubare toekoms te bou. Sonkrag is 'n hernubare bron van energie waar die son se lig in elektriese energie omgeskakel word. Sonselle word meestal van silikon gemaak, wat 'n fotovoltaïese proses gebruik om sonlig in elektrisiteit te omskep. Tandemselle word ook ontwerp, wat gewoonlik perovskietselle insluit, waar elke gedeelte van die sonselle die son se energie uit sy gevarieerde spektrum kan benut en dus hoër doeltreffendheid het. Sonselle wat vandag beskikbaar is, word beperk deur hul doeltreffendheid, wat slegs 15-22 persent is.
'n Studie wat op 3 Julie in Nature gepubliseer is , het gedemonstreer hoe silikon- sonseldoeltreffendheid tot so hoog as 35 persent verhoog kan word deur 'n effek genaamd enkelvoudige eksitonsplyting toe te pas. In hierdie effek kan 'n enkele ligdeeltjie (foton) twee elektron-gat-pare genereer in teenstelling met slegs een. Enkelvoudige eksitonsplyting word in baie materiale gesien sedert die ontdekking daarvan in die 1970's. Die huidige studie het ten doel gehad om hierdie effek vir die eerste keer in 'n lewensvatbare sonsel te vertaal.
Navorsers het die effek van enkel-eksiton-splitsing van tetraseen – 'n bekende materiaal wat dit vertoon – na kristallyne silikon oorgedra. Hierdie materiaal tetraseen is 'n koolwaterstof organiese halfgeleier. Die oordrag is bewerkstellig deur 'n bykomende dun lagie hafniumoksinitride (8 Å) tussen die eksitoniese tetraseenlaag en die silikon- sonsel te plaas en hulle te koppel.
Hierdie klein hafniumoksinitriedlaag het as 'n brug opgetree en die opwekking van hoë-energie fotone in die tetraseenlaag moontlik gemaak, wat dan die vrystelling van twee elektrone in die silikonsel veroorsaak het in teenstelling met die gewone een. Hierdie sensitisering van die silikon- sonsel het termaliseringsverliese verminder en beter sensitiwiteit vir lig moontlik gemaak. Die energie-uitset van die sonselle het verdubbel namate meer uitset uit die groen en blou dele van die spektrum gegenereer is. Dit kan die doeltreffendheid van sonselle tot so hoog as 35 persent verhoog . Die tegnologie verskil van die tandem-sonselle aangesien dit net meer stroom by die silikon voeg sonder om bykomende selle by te voeg.
Die huidige studie het geïmproviseerde enkelsplyting silikonsonselle gedemonstreer wat verhoogde doeltreffendheid kan toon en dus die algehele energieopwekkingskoste van sonkragtegnologie kan verminder.
***
{Jy kan die oorspronklike navorsingsartikel lees deur die DOI-skakel wat hieronder gegee word in die lys van aangehaalde bronne te klik}
Bronne)
Einzinger, M. et al. 2019. Sensitisering van silikon deur singlet-eksitonsplitsing in tetraseen. Nature. 571. https://doi.org/10.1038/s41586-019-1339-4
