ComputersHowto
I de sidste par år har solenergi oplevet en massiv opsving og er nu meget populær og betragtes som et meget godt og miljøvenligt alternativ til ikke-vedvarende energikilder. På trods af meget forskning og fremskridt var vi indtil nu ikke i stand til at udnytte det meste af den tilgængelige solenergi, og årsagen er, at vores solceller ikke er effektive nok. Faktisk er effektiviteten af de bedste solceller kun omkring 25%.
Et rigeligt mineral kaldet perovskit blev peget som en mulig løsning på solcellernes dårlige ydeevne ved tidligere forskning, men det var bare et stykke teori i øjeblikket. Nu har et team af forskere fra Massachusetts Institute of Technology (MIT) og Stanford University udtænkt teori til handling ved at konstruere tandem silicium-perovskit to-i-en solcelle.
Tandemsolceller, undertiden benævnt multi-junction solceller, består af mere end et halvledermateriale. De har potentialet til at øge effektiviteten af solceller betydeligt, men deres anvendelse har været meget begrænset på grund af høje omkostninger og produktionskomplikationer. Holdet fokuserede især på disse designs, fordi de mente, at der er meget plads til forbedring af dem.
Perovskite er et krystallinsk organometalmineral, der findes i geologiske forekomster næsten over hele verden, og det kan også produceres billigt i laboratorier. Det var kendt for forskere siden årtier, at perovskit har lysabsorberende evner og halvlederegenskaber, men det var først i 2009, at det blev brugt i solceller. Den største fordel ved at bruge perovskit i solceller er, at den kan integreres i lag så tynde som et mikrometer.
Anbefalet: Få elektricitet fra solenergihøstning 3D-trykte "træer"
De tandemsolceller, der oprettes via dette eksperiment, vil være nyttige til at forbedre forbindelsen mellem silicium og perovskitlag. Dette kan vise sig gavnligt for at integrere fremskridt inden for fremstilling af forskellige teknologier og gadgets. Forbindelseslaget eller tunnelkrydsningen består af stærkt doteret p-type og n-type silicium, som gør energibarrieren mellem to forskellige lag næsten nul. Et ekstra titandioxidlag tilføjes for at tillade elektroner fra perovskite solcelle at strømme frit ind i tunnelkryds. Her rekombineres de med elektronerne fra siliciumpanelet.
En tandemsolcelle baseret på perovskit og silicium er langt mere effektiv og kan absorbere en større brøkdel af solstråling til rådighed for os.
Desuden minimerer disse solpaneler det fænomen, vi kalder termisering. Det sker, når energien fra fotoner frigives som varme. Silicium er bedst til at absorbere fotoner mod toppen af solenergispektret, mens perovskite er god til at fange fotoner fra det nedre infrarøde segment. Derfor kan disse specialiserede absorberende lag omdanne sollys til elektricitet mere effektivt end et enkelt absorberende lag.
Resultatet af dette eksperiment var meget lovende. En tandemsolcelle viste næsten 50% stigning i dens effektivitet. Forskerne mener, at raffinering af perovskitlaget og brug af mere avanceret silicium-solcelle kan give bedre resultater. Indtil da har denne forskning været en milepælshændelse på denne arena, da den vil give solenergi et massivt løft ved at gøre solcellerne langt mere effektive, end de var tidligere. Så nu skal vi kun bruge 1 solcelle til at opnå frugten af 2.
Anbefalet: Googles hotte nye investering: SolarCity
For at få flere videnskabelige og tekniske opdateringer hver dag, skal du fortsætte med at læse fossBytes.
