ComputersHowto
Under de senaste åren har solenergi upplevt en enorm uppgång och är nu allmänt populär och anses vara ett mycket bra och miljövänligt alternativ till icke förnybara energikällor. Trots mycket forskning och framsteg kunde vi hittills inte utnyttja det mesta av den solenergi som finns tillgänglig och anledningen är att våra solceller inte är tillräckligt effektiva. Faktum är att effektiviteten för de bästa solcellerna bara är cirka 25%.
Ett rikligt mineral som kallas perovskit pekades ut som en möjlig lösning på solcellernas dåliga prestanda av tidigare forskningsarbete, men det var bara en teori för närvarande. Nu har ett team av forskare från Massachusetts Institute of Technology (MIT) och Stanford University utvecklat teori till handling genom att konstruera två-i-ett-solcell med två kisel perovskit.
Tandemsolceller, ibland kallade solceller med flera korsningar, består av mer än ett halvledarmaterial. De har potential att öka effektiviteten hos solceller avsevärt, men deras användning har varit mycket begränsad på grund av höga kostnader och tillverkningskomplikationer. Teamet fokuserade särskilt på dessa mönster eftersom de trodde att det finns mycket utrymme för förbättringar i dem.
Perovskite är ett kristallint organometalliskt mineral som finns i geologiska avlagringar nästan över hela världen och det kan också produceras billigt i laboratorier. Det var känt för forskare sedan årtionden att perovskit har ljusabsorberande förmåga och halvledaregenskaper, men det var först 2009 som det användes i solceller. Den största fördelen med att använda perovskit i solceller är att den kan integreras i lager så tunna som en mikrometer.
Rekommenderas: Få elektricitet från solenergi-skörd 3D-tryckta "träd"
De tandemsolceller som skapats via detta experiment kommer att vara till hjälp för att förbättra sambandet mellan kisel- och perovskitlager. Detta kan visa sig vara fördelaktigt för att integrera framsteg inom tillverkning av olika tekniker och prylar. Anslutningsskiktet eller tunnelkorsningen består av kraftigt dopad p-typ och kisel av n-typ som gör energibarriären mellan två olika lager nästan noll. Ytterligare ett titandioxidskikt tillsätts för att tillåta elektroner från perovskits solceller att flöda fritt in i tunnelkorsningen. Här rekombineras de med elektronerna från kiselpanelen.
En tandemsolcell baserad på perovskit och kisel är mycket effektivare och kan absorbera en större del av solstrålningen som är tillgänglig för oss..
Dessutom minimerar dessa solpaneler det fenomen som vi kallar termisering. Det inträffar när fotonenergin frigörs som värme. Kisel är bäst att absorbera fotoner mot toppen av solenergispektrumet medan perovskite är bra på att fånga fotoner från det nedre infraröda segmentet. Därför kan dessa specialiserade absorberande skikt omvandla solljus till elektricitet mer effektivt än ett enda absorberande lager.
Resultatet av detta experiment var mycket lovande. En tandemsolcell visade nästan 50% av dess effektivitet. Forskarna tror att raffinering av perovskitlagret och användning av mer avancerad kiselsolcell kan ge bättre resultat. Fram till dess har denna forskning varit en milstolpehändelse på den här arenan eftersom den kommer att ge solenergi en massiv boost genom att göra solcellerna mycket effektivare än de var tidigare. Så nu måste vi bara använda en solcell för att uppnå frukten av 2.
Rekommenderas: Googles heta nya investering: SolarCity
Fortsätt läsa fossBytes för mer vetenskapliga och tekniska uppdateringar varje dag.
