Φωτοβολταϊκά κύτταρα με απόδοση 132% που δημιουργήθηκαν από επιστήμονες

Μια ερευνητική ομάδα από το Πανεπιστήμιο του Aalto κατάφερε να δημιουργήσει μια φωτοβολταϊκή συσκευή με εξωτερική κβαντική απόδοση 132%.

Αυτοί οι αριθμοί ρεκόρ, που μοιάζουν με φαντασία, επιτεύχθηκαν μέσω της χρήσης νανοδομημένου μαύρου πυριτίου. Ας μάθουμε λοιπόν λίγο περισσότερα για αυτήν την ανακάλυψη.

Πώς αποκτήσατε 132% αποδοτικότητα;

Πάρτε μια φωτοβολταϊκή συσκευή και φανταστείτε ότι η εξωτερική κβαντική απόδοση είναι 100 τοις εκατό. Έτσι, αυτό υποδηλώνει ότι κάθε φωτόνιο φωτός που χτυπά ένα τέτοιο πάνελ χτυπά ένα ηλεκτρόνιο με πιθανότητα εκατό τοις εκατό.

Έτσι, η νέα συσκευή είναι η πρώτη στον κόσμο, η απόδοση της οποίας υπερβαίνει το όριο του 100 τοις εκατό και ισούται με το 132%.

Αυτό σημαίνει ότι, κατά μέσο όρο, ένα φωτόνιο φωτός χτυπά 1,32 ηλεκτρόνια από τη δομή του υλικού. Φυσικά, είναι αδύνατο να ληφθούν 0,32 ηλεκτρόνια, οπότε αυτοί οι αριθμοί θα πρέπει να γίνουν κατανοητοί ως εξής: έχετε 32% πιθανότητα να χτυπήσετε μερικά ηλεκτρόνια ταυτόχρονα με ένα φωτόνιο φωτός.

Φαίνεται ότι αυτό είναι αδύνατο σύμφωνα με τους φυσικούς νόμους, επειδή η ενέργεια δεν λαμβάνεται από πουθενά. Ας δούμε πώς έγινε αυτό δυνατό.

Όλα καταλήγουν στον τρόπο λειτουργίας των φωτοβολταϊκών υλικών:

Έτσι, όταν ένα φωτόνιο χτυπά την επιφάνεια ενός ενεργού υλικού, τότε ένα ηλεκτρόνιο χτυπά έξω από το άτομο. Αλλά υπό ορισμένες συνθήκες, ένα φωτόνιο υψηλής ενέργειας μπορεί κάλλιστα να χτυπήσει δύο ηλεκτρόνια ταυτόχρονα χωρίς να παραβιάζει τους νόμους της φυσικής.

Γνωρίζοντας αυτό, οι επιστήμονες δημιούργησαν μια συσκευή χρησιμοποιώντας μαύρο πυρίτιο ως ενεργό υλικό σε ένα ειδικό σχήμα κώνων και στηλών που απορροφούν το υπεριώδες φως. Έτσι, δημιουργήθηκαν εξαιρετικές συνθήκες για το "διπλό νοκ άουτ" ηλεκτρονίων.

Ποιες είναι οι προοπτικές προϊόντων

Το μαύρο πυρίτιο είναι ένα μοναδικό υλικό που μπορεί να βελτιώσει δραματικά την απόδοση όλων των νέων ηλιακών συλλεκτών.

Σε τελική ανάλυση, η χρήση του μειώνει σημαντικά αρνητικούς παράγοντες όπως η ανάκλαση των φωτονίων από τη συσκευή και ο ανασυνδυασμός των ηλεκτρονίων με μια "οπή", την οποία αφήνουν στο άτομο προτού συλλεχθούν από το κύκλωμα.

Οι επιστήμονες μοιράστηκαν τα αποτελέσματα της εργασίας που έγινε, το οποίο δοκιμάστηκε στο Γερμανικό Εθνικό Ινστιτούτο Μετρολογίας, στις σελίδες του περιοδικού Επιστολές φυσικής αναθεώρησης.

Σας ευχαριστούμε που διαβάσατε μέχρι το τέλος και εκτιμήσατε το υλικό.