Grafen zwiększy znacznie sprawność ogniw słonecznych

Obecnie rekordowa sprawność ogniw słonecznych w laboratorium wynosi nieco ponad 40%, jednak europejscy inżynierowie twierdzą, że z pomocą grafenu uda się łatwo przekroczyć granicę 60%.

Tak świetny rezultat udało się osiągnąć naukowcom z École Polytechnique Fédérale de Lausanne, Uniwersytetu Aarhus i włoskiego laboratorium Elettra, którzy przy użyciu techniki ultraszybkiej spektroskopii trARPES byli w stanie po raz pierwszy przyjrzeć się bliżej jak grafen radzi sobie z konwersją światła w elektryczność. A było to tak trudne, gdyż wszystko odbywa się nie tylko w skali mikro, lecz także w bardzo szybkim tempie - na przestrzeni femtosekund.

W eksperymencie użyto grafenu, do którego chemicznie dodano lub z którego odjęto elektrony (ma on swoją angielską nazwę - doped graphene) i okazało się, że absorpcja przez ten materiał jednego fotonu potrafi wzbudzić kilka elektronów - dochodzi tam po prostu do reakcji łańcuchowej, gdy jeden elektron znajdujący się na wyższym poziomie energetycznym spada do poziomu niższego wzbudzając dwa kolejne elektrony.

Wykorzystanie tej formy grafenu mogłoby więc pozwolić na znaczne zwiększenie sprawności ogniw fotowoltaicznych, które mogłyby zbierać światło z całego spektrum, a tym samym zbliżamy się do realizacji snu o wykorzystaniu niemal całej energii ze Słońca jaka do nas dociera.

Źródło: