Rewolucja w fotowoltaice! Kwantowy „efekt karnawału” zwiększy wydajność ogniw solarnych

Kategorie: 

Źródło: pixabay.com

Międzynarodowa grupa naukowców, kierowana przez specjalistów z National Research Nuclear University MEPhI (NRNU MEPhI) zdołałą zademonstrować elektrodynamiczny efekt  kwantowy. Zdaniem autorów pracy uzyskane wyniki pozwolą kilkukrotnie zwiększyć wydajność ogniw słonecznych, organicznych diod elektroluminescencyjnych oraz innych urządzeń fotowoltaicznych. Artykuł został opublikowany w czasopiśmie Chemical Science.

 

Ekscyton to quasicząstka, powstała w wyniku korelacji elektronu i dziury będących wynikiem oddziaływania kulombowskiego pomiędzy nimi. Pojęcie „ekscytonu”, pozwala opisać z dużą dokładnością np. właściwości elektryczne półprzewodników organicznych podczas interakcji ze światłem. Jednym z efektów w półprzewodnikach organicznych, dla których używa się terminu „ekscyton”, jest rezonansowy transfer energii Forstera (FRET), który jest stosowany w technologii medycznej. Polega on na przenoszeniu energii bez strat pomiędzy dwoma stanami ekscytonowymi w różnych cząsteczkach znajdujących się w niewielkiej odległości od siebie.


Ekscyton w krysztale

W nowym artykule zespołu badawczego zademonstrowano możliwość kontrolowania właściwości przejść ekscytonowych za pomocą efektu  tak zwanego „silnego sprzężenia”. W standardowych warunkach przeniesienie następuje w określonym kierunku, od cząsteczki donorowej do cząsteczki akceptorowej.  Aby szerzej wykorzystać potencjał tego zjawiska chociażby w fotowoltaice, konieczne było doświadczalne zarejestrowanie i zbadanie tzw. efektu karnawałowego, który polega na kontrolowanej zmianie kierunku przekazywania energii pomiędzy ekscytonami różnych cząsteczek.

 

Praktycznym rezultatem tych prac, jest możliwość radykalnego zwiększenia wydajności urządzeń fotowoltaicznych, które zamieniają energię świetlną na energię elektryczną. Można to osiągnąć poprzez zbieranie energii ze stanów ekscytonowych, która jest utracona przy wykorzystaniu tradycyjnych technik. System stworzony w NRNU MEPhI może również posłużyć do precyzyjnego sterowania reakcjami chemicznymi, a także do rozwoju optycznie sterowanych technologii obrazowania w diagnostyce medycznej i pokrewnych jej dziedzinach.

 

Ocena: 

5
Średnio: 5 (1 vote)
Opublikował: [email protected]
Portret użytkownika M@tis

Absolwent Uniwersytetu Wrocławskiego oraz wielki fascynat nauki. Jego teksty dotyczą przełomowych ustaleń ze świata nauki oraz nowinek z otaczającej nas rzeczywistości. W przerwach pełni funkcję głównego edytora i lektora kanałów na serwisie Youtube: 

zmianynaziemi.pl/ innemedium.pl/ tylkomedycyna.pl/tylkonauka.pl oraz tylkogramy.pl.

Projekty spod ręki [email protected], możecie obserwować na jego mediach społecznościowych.

Facebook: https://www.facebook.com/M4tis

Twitter: https://twitter.com/matisalke


Komentarze

Portret użytkownika Quark

Jak masz panele na dachu to

Jak masz panele na dachu to on się nie nagrzewa nadmiernie i masz chłodniej na poddaszu - to źle ? To właśnie te dachy pokryte blachą w ciemnych kolorach nagrzewają powietrze jak wielkie patelnie .. Gdy dachy pokrywano strzechą , gontem drewnianym a potem eternitem to one się wcale nie nagrzewały a blaszane momentalnie robią się gorące - to wpływało niekorzystnie na mikroklimat !

Portret użytkownika Quark

Większa wydajność to więcej

Większa wydajność to więcej prądu z tej samej ilości światła czyli ogniwo zamiast się nagrzewać (marnując ta energię) zamieni ją na prąd do wykorzystania . Bo bateria słoneczna działa na zasadzie wzbudzania elektronów w podłożu krzemowym poprzez bombardowanie ich fotonami . Obrazowo mówiąc bateria działa tak : rozsypujesz na stole pinezki (coś lekkiego) tuż nad jego blatem zawieszasz sito z dużymi oczkami , po czym uderzasz pięścią w stół , pinezki podskakują i część z nich zawiesza się na tym sicie .Blat stołu to dolna elektroda , sito nad nim to górna , pinezki to elektrony a uderzenie pięścią to światło , które te elektrony wzbudza do wyższej energii . Jak zwiększyć sprawność tej "baterii" ? Trzeba sprawić , żeby zamiast drgań stołu , czy też zamiany tej energii w ciepło , wiecej pinezek przeskoczyło do górnej elektrody . I tu właśnie jest pole do popisu dla fizyków .

Skomentuj