Scientists from MIT have sensitized existing silicon ηλιακός cells by singlet exciton fission method. This can increase efficiency of ηλιακός cells from 18 percent to as high as 35 percent thus doubling energy output thereby reducing costs of solar technology.
Καθίσταται επιτακτική ανάγκη να μειώσουμε την εξάρτησή μας από τα ορυκτά καύσιμα και να δημιουργήσουμε τεχνολογίες για ένα βιώσιμο μέλλον. Ηλιακή ενέργεια είναι μια ανανεώσιμη πηγή της ενέργεια όπου Ήλιος light is converted into electrical energy. Ηλιακά κύτταρα are most commonly made of silicon which uses photovoltaic process to transform ηλιακό φως into electricity. Tandem cells are also being designed which generally include perovskites cells where every section of the ηλιακός cells can harness Ήλιος energy from its varied spectrum and thus have higher efficiency. Solar cells available today are limited by their efficiency which is just 15-22 percent.
Μια μελέτη που δημοσιεύθηκε στις 3 Ιουλίου στο Φύση έχει δείξει πώς το πυρίτιο ηλιακός cell efficiencies could be raised to as high as 35 percent by applying an effect called singlet exciton fission. In this effect a single particle of light (photon) can generate two electron-hole pairs as opposed to only one. Single exciton fission is seen in many materials since its discovery in the 1970s. The current study aimed to translate this effect for the first time into a viable ηλιακός κύτταρο.
Researchers transferred single exciton fission effect from tetracene – a known material which exhibits it – into crystalline silicon. This material tetracene is a hydrocarbon οργανικές semiconductor. The transfer was achieved by placing an additional thin layer of hafnium oxynitride (8 angstrom) between excitonic tetracene layer and silicon ηλιακός cell and coupling them.
This tiny hafnium oxynitride layer acted as a bridge and made possible the generation of high energy photons in the tetracene layer which then triggered release of two electrons in the silicon cell as opposed to the usual one. This sensitization of silicon ηλιακός cell reduced thermalization losses and enabled better sensitivity to light. The energy output of the ηλιακός cells doubled as more output was generated from green and blue parts of the spectrum. This can enhance the efficiency of ηλιακός cells to as high as 35 percent. The technology differs from the tandem solar cells as it just adds more current to the silicon without adding additional cells.
Η τρέχουσα μελέτη έδειξε αυτοσχέδια ηλιακά κύτταρα πυριτίου απλής σχάσης που μπορούν να παρουσιάσουν αυξημένη απόδοση και έτσι να μειώσουν το συνολικό κόστος παραγωγής ενέργειας της ηλιακής τεχνολογίας.
***
{Μπορείτε να διαβάσετε την αρχική ερευνητική εργασία κάνοντας κλικ στον σύνδεσμο DOI που δίνεται παρακάτω στη λίστα των αναφερόμενων πηγών}
Πηγές)
Einzinger, Μ. et αϊ. 2019. Ευαισθητοποίηση πυριτίου με σχάση μονήρους εξιτονίου σε τετρακένιο. Φύση. 571. https://doi.org/10.1038/s41586-019-1339-4
