MIT окумуштуулары синглеттик экситондук бөлүнүү ыкмасы менен бар болгон кремний күн батареяларын сезгичтик менен аныкташты. Бул күн батареяларынын натыйжалуулугун 18 пайыздан 35 пайызга чейин жогорулатып, энергия өндүрүүнү эки эсеге көбөйтүп, күн технологиясынын чыгымдарын азайтат.
Казылып алынган отунга көз карандылыгыбызды азайтуу жана туруктуу келечек үчүн технологияларды куруу зарыл болуп баратат. Күн энергиясы - бул күндүн жарыгы электр энергиясына айландырылган кайра жаралуучу энергия булагы. Күн батареялары көбүнчө кремнийден жасалат, ал күн нурун электр энергиясына айландыруу үчүн фотоэлектрдик процессти колдонот. Ошондой эле, күн батареяларынын ар бир бөлүгү күндүн энергиясын анын ар кандай спектринен ала турган жана ошентип жогорку натыйжалуулукка ээ болгон перовскит батареяларын камтыган тандем батареялары иштелип чыгууда . Бүгүнкү күндө жеткиликтүү болгон күн батареялары алардын натыйжалуулугу менен чектелет, ал болгону 15-22 пайызды түзөт.
Nature журналында 3-июлда жарыяланган изилдөөдө синглеттик экситондук бөлүнүү деп аталган эффектти колдонуу менен кремний күн батареяларынын эффективдүүлүгүн 35 пайызга чейин көтөрүүгө болорун көрсөттү . Бул эффектте жарыктын бир бөлүкчөсү (фотон) бир гана эмес, эки электрондук-тешиги жуптарын пайда кыла алат. Бир экситондук бөлүнүү 1970-жылдары ачылгандан бери көптөгөн материалдарда байкалат. Учурдагы изилдөө бул эффектти биринчи жолу жашоого жөндөмдүү күн батареясына айландырууну максат кылган.
Изилдөөчүлөр тетраценден – аны көрсөткөн белгилүү материалдан – бир экситондук бөлүнүү эффектин кристаллдык кремнийге которушту. Бул тетрацен материалы углеводороддук органикалык жарым өткөргүч болуп саналат. Бул которуу экситондук тетрацен катмары менен кремний күн батареясынын ортосуна гафний оксинитридинин (8 ангстрем) кошумча жука катмарын жайгаштыруу жана аларды бириктирүү аркылуу ишке ашырылган.
Бул кичинекей гафний оксинитрид катмары көпүрө катары кызмат кылып, тетрацен катмарында жогорку энергиялуу фотондордун пайда болушуна мүмкүндүк берди, бул андан кийин кремний клеткасында кадимки электрондон айырмаланып, эки электрондун бөлүнүп чыгышына алып келди. Кремний күн батареясынын мындай сезгичтиги термикалык жоготууларды азайтып, жарыкка жакшы сезгичтикти камсыз кылды. Спектрдин жашыл жана көк бөлүктөрүнөн көбүрөөк энергия өндүрүлгөн сайын күн батареяларынын энергия чыгаруусу эки эсеге көбөйдү. Бул күн батареяларынын эффективдүүлүгүн 35 пайызга чейин жогорулата алат. Бул технология тандем күн батареяларынан айырмаланат, анткени ал кошумча батареяларды кошпостон кремнийге көбүрөөк ток кошот.
Учурдагы изилдөө өндүрүмдүүлүгүн жогорулатып, ошону менен күн технологиясынын жалпы энергияны өндүрүүгө кеткен чыгымын азайта ала турган импровизацияланган жалгыз бөлүнүүчү кремний күн батареяларын көрсөттү.
***
{Сиз цитата келтирилген булак(дардын) тизмесинде төмөндө берилген DOI шилтемесин чыкылдатуу менен баштапкы изилдөө документин окуй аласыз}
Булагы (с)
Эйнзингер, М. жана башкалар. 2019. Тетрацендеги синглеттик экситон бөлүнүүсү менен кремнийди сезгичтештирүү. Жаратылыш. 571. https://doi.org/10.1038/s41586-019-1339-4
