Adama_AgilTrinity_15.08.2020
GUS_230920_750x100_stat

Nowe odkrycia naukowców mogą zrewolucjonizować fotowoltaikę. Z tej samej ilości światła powstanie znacznie więcej energii

30 lipca 2020
Nowe odkrycia naukowców mogą zrewolucjonizować fotowoltaikę. Z tej samej ilości światła powstanie znacznie więcej energii
Newseria Innowacje

To przełom w wykorzystaniu energii słonecznej i wytwarzaniu z niej prądu. Naukowcom z Australii i Stanów Zjednoczonych udało się przekształcić światło niskoenergetyczne w światło wysokoenergetyczne, wykorzystując w tym celu m.in. cząsteczki tlenu. W ten sposób można wytworzyć większą ilość energii elektrycznej z tej samej ilości światła słonecznego.

Obecnie ogniwa słoneczne działają poprzez pochłanianie fal świetlnych i wykorzystywanie energii fotonów do wybijania elektronów z atomów, a tym samym do wytwarzania energii elektrycznej. Różne fale świetlne mają różne poziomy energii, a obecne ogniwa słoneczne nie mogą wykorzystywać długości fal światła o niskiej częstotliwości, np. podczerwieni.

Grupie naukowców z Uniwersytetu RMIT, Uniwersytetu UNSW w Australii oraz Uniwersytetu Kentucky w USA udało się przekształcić światło niewidzialne o niskiej energii w światło wysokoenergetyczne. W ten sposób można wytworzyć większą ilość energii elektrycznej z tej samej ilości światła słonecznego.

– Energia słoneczna to nie tylko światło widzialne – podkreśla prof. Tim Schmidt z Uniwersytetu Nowej Południowej Walii (UNSW) w Sydney. – Widmo jest szerokie, zawiera m.in. światło podczerwone, które daje nam ciepło, i ultrafiolet, który może spalić naszą skórę. Większość ogniw słonecznych, kamer CCD i fotodiod (półprzewodniki, które przekształcają światło w prąd elektryczny – przyp. red.) jest wykonanych z krzemu, który nie reaguje na światło mniej energetyczne niż bliska podczerwień. Oznacza to, że niektóre części widma światła nie są wykorzystywane przez wiele naszych obecnych urządzeń i technologii .

Aby rozszerzyć zakres czułości obecnie stosowanych urządzeń i tym samym zwiększyć wydajność ogniw słonecznych, niezbędna jest konwersja światła w górę, czyli przekształcenie światła o niskiej energii w bardziej energetyczne, widzialne światło, które może wzbudzać krzem.

– Jednym ze sposobów na to jest wychwycenie wielu mniejszych fotonów energii światła i ich sklejenie – wskazuje prof. Schmidt. – Można tego dokonać poprzez oddziaływanie ekscytonów – kwazicząsteczek powstałych z elektronów i dziur elektronowych, które mogą przenosić energię bez przenoszenia ładunku elektrycznego netto – w cząsteczkach organicznych.

Dotychczas jeszcze nigdy nie udało się tego osiągnąć poza krzemową przerwą energetyczną, czyli minimalną energią potrzebną do wzbudzenia elektronu w krzemie do stanu, w którym może on uczestniczyć w przewodzeniu. Naukowcy z ARC Centre of Excellence in Exciton Science, z siedzibą w UNSW w Sydney, wraz ze współpracownikami z Uniwersytetu RMIT i Uniwersytetu Kentucky wykorzystali półprzewodnikowe kropki kwantowe do pochłaniania światła o niskiej energii oraz tlen cząsteczkowy do przenoszenia światła na cząsteczki organiczne. Tym samym tlen umożliwia cząsteczkom organicznym emitowanie światła widzialnego.

– To tylko wczesna demonstracja, a do wyprodukowania komercyjnych ogniw słonecznych potrzeba sporo materiałów do opracowania, ale testy pokazują, że jest to możliwe – podkreśla prof. Schmidt.

 

Newseria Innowacje


POWIĄZANE

W najnowszym raporcie Zrównoważone, stabilne i bezpieczne rybołówstwo, organizac...

Bez względu na sytuację pandemiczną MLEKOVITA nie zwalnia tempa. Mleczarski konc...


Komentarze

Bądź na bieżąco

Zapisz się do newslettera

Każdego dnia najnowsze artykuły, ostatnie ogłoszenia, najświeższe komentarze, ostatnie posty z forum

Najpopularniejsze tematy

gospodarkapracaprzetargi
Nowy PPR (stopka)
Jestesmy w spolecznosciach:
Zgłoś uwagę