Tutkijoiden luomat aurinkosähkökennot, joiden hyötysuhde on 132%

Aalto-yliopiston tutkimusryhmä on onnistunut luomaan aurinkosähkölaitteen, jonka ulkoinen kvanttihyötysuhde on ennätyksellinen 132%.

Nämä ennätysnumerot, jotka kuulostavat fantasialta, saavutettiin käyttämällä nanorakenteista mustaa piitä. Joten selvitetään hieman enemmän tästä löydöstä.

Kuinka sait 132%: n hyötysuhteen?

Ota aurinkosähkölaite ja kuvittele, että sen ulkoinen kvanttihyötysuhde on 100 prosenttia. Joten tämä viittaa siihen, että jokainen valon fotoni, joka osuu tällaiseen paneeliin, kaataa elektronin sataprosenttisella todennäköisyydellä.

Uusi laite on siis ensimmäinen maailmassa, jonka hyötysuhde ylittää 100 prosentin kynnyksen ja on 132%.

Tämä tarkoittaa, että keskimäärin yksi valon fotoni lyö 1,32 elektronia ulos materiaalirakenteesta. Tietysti on mahdotonta saada 0,32 elektronia, joten tällaiset luvut tulisi ymmärtää seuraavasti: sinulla on 32% mahdollisuus lyödä pari elektronia kerralla yhdellä valon fotonilla.

Näyttää siltä, ​​että tämä on mahdotonta fyysisten lakien mukaan, koska energiaa ei tule mistään. Katsotaanpa, kuinka tämä tuli mahdolliseksi.

Kaikki riippuu siitä, miten aurinkosähkömateriaalit yleensä toimivat:

Joten kun fotoni osuu aktiivisen materiaalin pintaan, yksi elektroni pudotetaan atomista. Mutta tietyissä olosuhteissa suurenerginen fotoni voi hyvin lyödä kaksi elektronia kerralla rikkomatta mitään fysiikan lakeja.

Tämän tietäen tutkijat tekivät laitteen, joka käytti mustaa piitä aktiivisena aineena erityisessä muodossa UV-valoa absorboivissa kartioissa ja pylväissä. Täten luotiin erinomaiset olosuhteet elektronien "kaksoiskatkaisulle".

Mitkä ovat tuotteen näkymät

Musta pii on ainutlaatuinen materiaali, joka voi parantaa dramaattisesti kaikkien uusien aurinkopaneelien suorituskykyä.

Loppujen lopuksi sen käyttö vähentää merkittävästi sellaisia ​​negatiivisia tekijöitä kuin fotonien heijastuminen laitteesta ja elektronien rekombinaatio "reiällä", jonka ne jättävät atomiin ennen kuin piiri kerää ne.

Tutkijat jakoivat Saksan kansallisessa metrologiainstituutissa testatun työn tulokset lehden sivuilla Fyysiset tarkastelukirjeet.

Kiitos, että olet lukenut loppuun asti ja arvostanut materiaalia.