.){kind=link}
A Pennsylvaniai Egyetem tudósai napelemeket hoznak létre egy atipikus anyagból – hagyományosan kétdimenziós átmenetifém-dikalkogenidekből (DPM). Ezek az anyagok viszonylag alacsony hatékonysággal alakítják át a fényt elektromos árammá, de százszor könnyebbek, mint a modern szilícium fotópanelek. A hely szempontjából a kis súly döntő előny. De van még tennivaló a DPM-mel ellátott paneleken.
A DPM film vastagsága nem több néhány atomnál. Ez több nagyságrenddel vékonyabb, mint a modern fotópanelek szilícium vagy gallium-arzenid rétege. Ez lehetővé teszi a DPM napelemek százszoros vagy könnyebbé tételét. Az emberi jelenlét kiterjesztéséhez az űrben – a pályán, a holdakon és más bolygókon – a Földről szállított rakomány súlya kritikus lesz. Eljön az idő, és a szilíciumot az űrenergiában el kell hagyni. És a kutatók biztosak abban, hogy eljön az átmeneti fémek dikalkogenidjéből készült könnyű fotopanelek aranykora.
A DPM anyagoknak azonban van egy jelentős hátránya. Az összes eddig ezek alapján készített fotocella minta hatékonysága nem haladja meg az 5%-ot. Súlyát tekintve még mindig jobb a szilíciumnál, de ideális esetben növelni kell az ígéretes anyag hatásfokát, amit például a fotocella szerkezetének optimalizálásával lehet megtenni. Pontosan ezt tették a Pennsylvaniai Egyetem tudósai, és jelentős sikereket értek el – egy 12%-os hatékonyságú DPM-cella szerkezetét javasolták.
Tisztázandó, hogy a megadott hatékonyságot a fotocella digitális modelljén érték el. A kutatók úgy döntöttek, hogy nem kísérletekkel kezdik, hanem modellezéssel, aminek van egy bizonyos értelme - így olcsóbb és gyorsabb. Ám a digitális modell és a kidolgozott módszerek alapján a szakértők biztosak abban, hogy az elkövetkező négy-öt évben legalább 10%-os hatásfokkal képesek lesznek bemutatni az átmeneti fémek dikalkogenidjéből származó napelemek fizikai mintáit vagy kollégáikat. .
A fejlesztés titka, amelyről a tudósok a Device magazin legújabb számában meséltek, az elem többrétegű szerkezetében rejlik (film a filmen, amikor a fotonok többszörös visszaverődése kezd működni), valamint az elektródák kialakításában, ami lehetővé teszi az excitonok - a kétdimenziós DPM-struktúrák fő aktív elemei - hatékony szabályozását. De mindez még papíron van. Várjuk a gyakorlati megvalósítást.
Olvassa el még: