Силициева многослойна клетка с допълнителен кристален слой, който използва ефекта на „синглетно разделяне“ (източник: Helmholtz Zentrum)
Немски учени работят върху концепция за повишаване на ефективността на силициевите соларни клетки до 40%, като за целта използват ефекта на „синглетно разделяне“.
Разработката е дело на учени от изследователския институт Helmholtz Zentrum в Берлин. Те са изобретили силициева многослойна клетка с допълнителен кристален слой, който използва ефекта на „синглетно разделяне“, за да повиши ефективността на устройството.
Екипът е създал клетката, за да демонстрира, че принципът работи успешно. Учените казват, че с по-нататъшно усъвършенстване концепцията може да постигне ефективност на соларните клетки до 40%, пише GreenTech.bg.
Синглетното разделяне се наблюдава при определени материали и по същество позволява на една светлинна частица (фотон) да генерира две двойки електронни дупки, когато се абсорбира, вместо само една. Това потенциално удвоява ефективността на слънчевата клетка.
В своето изследване учените са интегрирали слой с дебелина 100 нанометра от „тетраценов кристал“ – материал, който притежава свойството на „синглетно разделяне“ – в повърхността на силициева соларна клетка. Те добавили и допълнителен слой от органичен полимер (PEDOT: PSS) за подобряване на взаимодействието на слоевите интерфейси.
Чрез спектроскопични техники и рентгенови лъчи изследователите успели да произведат работещи тетрацено-силициеви слънчеви клетки и да покажат чрез симулации, че „между 5% и 10% от триплетните двойки, генерирани в тетраценовия слой, се преобразуват в изходящ капацитет от клетката“.
Докладът за разработката описва постижението като „обещаващ първи резултат за директния хетерослоен подход към синглетното деление на кристален силиций“. Изследователят от HZB Клаус Липс казва, че екипът му вече обмисля последващи експерименти с технологията.
„С тази структура на соларните клетки ние показахме, че подходът принципно функционира и, че дизайнът може да осигури ефективна работа при високо натоварване“, казва Липс. „Ние вече знаем какво трябва да направим, за да увеличим добива с до 200%“, добавя изследователят.