QUẢNG CÁO

Pin mặt trời Singlet-Fission: Một cách hiệu quả để chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện năng

Các nhà khoa học từ MIT đã nhạy cảm với các tế bào năng lượng mặt trời silicon hiện có bằng phương pháp phân hạch singlet exciton. Điều này có thể làm tăng hiệu suất của pin mặt trời từ 18% lên đến 35%, do đó tăng gấp đôi sản lượng năng lượng do đó giảm chi phí của công nghệ năng lượng mặt trời.

Việc giảm sự phụ thuộc của chúng ta vào nhiên liệu hóa thạch và xây dựng công nghệ cho một tương lai bền vững đang trở nên cấp thiết. Năng lượng mặt trời là một nguồn tái tạo của năng lượng nơi ánh sáng Mặt trời được chuyển đổi thành năng lượng điện. Pin mặt trời phổ biến nhất được làm bằng silicon sử dụng quá trình quang điện để biến đổi ánh sáng mặt trời thành điện năng. Tế bào Tandem cũng đang được thiết kế, thường bao gồm các tế bào perovskites, nơi mọi phần của tế bào năng lượng mặt trời có thể khai thác năng lượng của Mặt trời từ quang phổ đa dạng của nó và do đó có hiệu suất cao hơn. Các tế bào năng lượng mặt trời có sẵn ngày nay bị hạn chế bởi hiệu suất của chúng chỉ là 15-22 phần trăm.

Một nghiên cứu được công bố vào ngày 3 tháng XNUMX tại Thiên nhiên đã chứng minh silicon như thế nào hệ mặt trời hiệu quả của tế bào có thể được nâng lên cao tới 35% bằng cách áp dụng một hiệu ứng gọi là phân hạch singlet exciton. Trong hiệu ứng này, một hạt ánh sáng (photon) có thể tạo ra hai cặp electron-lỗ trống chứ không phải chỉ một. Sự phân hạch đơn exciton được thấy trong nhiều vật liệu kể từ khi nó được phát hiện vào những năm 1970. Nghiên cứu hiện tại nhằm mục đích lần đầu tiên chuyển hiệu ứng này thành một tế bào năng lượng mặt trời khả thi.

Các nhà nghiên cứu đã chuyển hiệu ứng phân hạch đơn exciton từ tetracen - một vật liệu đã biết có biểu hiện nó - thành silicon tinh thể. Vật liệu này tetracene là một chất bán dẫn hữu cơ hydrocacbon. Sự chuyển giao đạt được bằng cách đặt thêm một lớp mỏng hafnium oxynitride (8 angstrom) giữa lớp tetracene excitonic và pin mặt trời silicon và ghép chúng lại.

Lớp hafnium oxynitride nhỏ bé này hoạt động như một cầu nối và có thể tạo ra các photon năng lượng cao trong lớp tetracene, sau đó kích hoạt giải phóng hai điện tử trong tế bào silicon trái ngược với lớp thông thường. Sự nhạy cảm của pin mặt trời silicon này đã làm giảm tổn thất nhiệt và cho phép độ nhạy sáng tốt hơn. Sản lượng năng lượng của pin mặt trời tăng gấp đôi khi nhiều sản lượng hơn được tạo ra từ các phần màu xanh lá cây và xanh lam của quang phổ. Điều này có thể nâng cao hiệu suất của pin mặt trời lên đến 35%. Công nghệ này khác với các tế bào năng lượng mặt trời song song vì nó chỉ thêm dòng điện vào silicon mà không cần thêm các tế bào bổ sung.

Nghiên cứu hiện tại đã chứng minh các tế bào năng lượng mặt trời silicon đơn phân hạch ngẫu nhiên có thể tăng hiệu suất và do đó giảm chi phí sản xuất năng lượng tổng thể của công nghệ năng lượng mặt trời.

***

{Bạn có thể đọc tài liệu nghiên cứu gốc bằng cách nhấp vào liên kết DOI đưa ra bên dưới trong danh sách (các) nguồn được trích dẫn}

Nguồn

Einzinger, M. và cộng sự. 2019. Sự nhạy cảm của silicon bằng sự phân hạch singlet exciton trong tetracen. Thiên nhiên. 571. https://doi.org/10.1038/s41586-019-1339-4

Nhóm SCIEU
Nhóm SCIEUhttps://www.ScientificEuropean.co.uk
Khoa học Châu Âu® | SCIEU.com | Những tiến bộ đáng kể của khoa học. Tác động đến loài người. Đầu óc đầy cảm hứng.

Theo dõi bản tin của chúng tôi

Để được cập nhật tất cả các tin tức mới nhất, ưu đãi và thông báo đặc biệt.

Hầu hết các bài viết được ưa thích

Một loại thuốc giảm đau không gây nghiện mới

Các nhà khoa học đã phát hiện ra một chất sinh tổng hợp an toàn và không gây nghiện ...

Xây dựng các cấu trúc sinh học 'thực' bằng cách sử dụng in sinh học 3D

Trong một bước tiến lớn trong kỹ thuật in sinh học 3D, các tế bào và ...

Liều lượng dựa trên trọng lượng của Aspirin để ngăn ngừa các sự kiện tim mạch

Nghiên cứu cho thấy trọng lượng cơ thể của một người ảnh hưởng đến ...
- Quảng cáo -
94,555Người hâm mộNhư
47,688Người theo dõiTheo
1,772Người theo dõiTheo
30Thuê baoTheo dõi