Ogniwo słoneczne o wydajności ponad 100%
Amerykańskim badaczom z National Renewable Energy Laboratory (NREL) udało się stworzyć właśnie przy użyciu tak zwanych kwantowych kropek ogniwa słoneczne, które wykazują zewnętrzną wydajność kwantową wynoszącą ponad 100%. W końcu słoneczna rewolucja w energetyce?
Amerykańskim badaczom z National Renewable Energy Laboratory (NREL) udało się stworzyć właśnie przy użyciu tak zwanych kwantowych kropek ogniwa słoneczne, które wykazują zewnętrzną wydajność kwantową wynoszącą ponad 100%. W końcu słoneczna rewolucja w energetyce?
Zewnętrzna wydajność kwantowa (EQE) oznacza ilość fotonów, które konwertowane są na elektrony wewnątrz ogniw fotowoltaicznych. Tradycyjne półprzewodniki produkują jeden elektron z jednego fotonu, jednak amerykańscy naukowcy odkryli, że uda się to obejść z pomocą kwantowych kropek - obszarów przestrzeni ograniczonych w trzech wymiarach barierami potencjału, wewnątrz których uwięziona jest cząstka o długości fali porównywalnej z rozmiarami kropki.
Energia oczywiście nie bierze się w tym przypadku znikąd, lecz pochodzi ona z ograniczenia strat energetycznych - opracowana przez nich technologia generuje po prostu mniej ciepła.
Przy wykorzystaniu zjawiska nazwanego wielokrotną generacją ekscytonu (MEG - multiple exciton generation; ekscyton jest kwazicząstką powstałą w wyniku korelacji elektronu i dziury elektronowej będących wynikiem oddziaływania kulombowskiego pomiędzy nimi) naukowcom udało się średnio wytworzyć z każdego fotonu o 30% więcej energii elektrycznej. MEG działa w ten sposób, że jeden foton potrafi wygenerować więcej niż jedną parę elektron-dziura (tradycyjnie jeden foton generuje tylko jedną taką parę).
W ten sposób udało się uzyskać faktyczną zewnętrzną wydajność kwantową na poziomie 114% dla fotonów o energii 3.5 elektronowolta.
Technologia ta może być szansą na to, aby energia słoneczna w końcu zaczęła być bardziej opłacalna niż energia pochodząca ze źródeł nieodnawialnych.
Źródło:
