Home » Știință » Eficiență impresionantă! Materialul care depășește celulele solare tradiționale

Eficiență impresionantă! Materialul care depășește celulele solare tradiționale

Publicat: 28.10.2024

Efectul fotovoltaic de volum (BPV) este un fenomen rar care este baza pentru materialul care depășește celulele solare tradiționale.

Într-o descoperire recentă, cercetătorii din Japonia au confirmat experimental efectul BPV în seleniura de indiu în fază alfa (α-In2Se3) în direcția perpendiculară pe plan, pentru prima dată, aliniindu-se cu predicțiile teoretice anterioare. Eficiența impresionantă de conversie atinsă de materialul care depășește celulele solare tradiționale realizat din α-In2Se3 reprezintă un pas important pentru tehnologiile de celule solare de nouă generație și pentru fotosenzori.

O înțelegere solidă a efectului fotovoltaic, prin care lumina este convertită în energie electrică utilă, stă la baza designului și a dezvoltării celulelor solare. În prezent, majoritatea celulelor solare utilizează joncțiuni p-n, exploatând efectul fotovoltaic care apare la interfața dintre diferite materiale. Cu toate acestea, aceste designuri sunt limitate de limita Shockley–Queisser, care impune un plafon maxim teoretic al eficienței de conversie solară și introduce un compromis între tensiunea și curentul care pot fi produse prin efectul fotovoltaic.

Iată materialul care depășește celulele solare tradiționale!

Cu toate acestea, anumite materiale cristaline prezintă un fenomen intrigant cunoscut sub numele de efect fotovoltaic de volum (BPV). În materiale care nu au simetrie internă, electronii excitați de lumină se pot deplasa coerent într-o anumită direcție, în loc să revină la pozițiile lor inițiale. Din acest lucru rezultă în generarea de „curenți de deplasare”, ceea ce duce la apariția efectului BPV. Deși experții au prezis că seleniura de indiu în fază alfa (α-In2Se3) ar putea demonstra acest fenomen, materialul nu a fost investigat experimental până acum, explică SciTechDaily.

Pentru a umple acest gol de cunoștințe, o echipă de cercetători din Japonia, condusă de profesorul asociat Noriyuki Urakami, de la Universitatea Shinshu, a început să exploreze efectul BPV în α-In2Se3.

Descoperirile au fost publicate în revista Applied Physics Letters.

„Acest material a devenit recent un subiect fierbinte în fizica materiei condensate, deoarece ar putea genera un curent de deplasare. Studiul nostru este primul care demonstrează experimental această predicție”, afirmă prof. Urakami.

Un progres important pentru o lume neutră din punct de vedere al emisiilor de carbon

Cercetătorii au produs un dispozitiv stratificat, compus dintr-un strat subțire de α-In2Se3, încadrat între două straturi transparente de grafit care au servit drept electrozi, conectați la o sursă de tensiune și un ampermetru pentru a măsura curenții generați în urma iradierii cu lumină. Oamenii de știință s-au concentrat pe curenții de deplasare care apăreau în direcția perpendiculară pe plan în stratul de α-In2Se3.

După testarea cu diferite tensiuni externe și frecvențe de lumină incidente, cercetătorii au confirmat existența curenților de deplasare în direcția perpendiculară pe plan, validând predicțiile anterioare. Efectul BPV a fost observat într-o gamă largă de frecvențe ale luminii.

Cel mai important, cercetătorii au evaluat potențialul efectului BPV în α-In2Se3 și l-au comparat cu alte materiale. „Dispozitivul nostru din α-In2Se3 a demonstrat o eficiență cuantică de câteva ordine de mărime mai mare decât alte materiale feroelectrice și comparabilă cu cea a materialelor bidimensionale cu polarizare electrică îmbunătățită”, subliniază prof. Urakami.

Echipa de cercetare speră ca eforturile lor să contribuie pozitiv la crearea de energie regenerabilă. „Descoperirile noastre ar putea accelera răspândirea celulelor solare, una dintre tehnologiile cheie pentru captarea energiei de mediu și o cale promițătoare către o societate neutră din punct de vedere al emisiilor de carbon”, conchide prof. Urakami.

Studiul deschide calea pentru cercetări suplimentare care să exploateze efectul BPV, îmbunătățind considerabil performanța celulelor solare și designul fotodetectorilor sensibili.

Vă recomandăm să citiți și:

O investigație șocantă arată că aproape 70% din plasticul colectat nu este reciclat, ci ars

De ce nu ruginește oțelul inoxidabil?

Ce este „argintul viu” și cum este folosit în extragerea aurului?

Ce au folosit fizicienii pentru a dezvolta lasere mai puternice?

Ștefan Trepăduș
Ștefan Trepăduș
Ștefan Trepăduș este blogger începând cu anul 2009, având experiență și în domeniile publicitate și jurnalism. Este pasionat de marketing și de tehnologie, dar cel mai mult îi place să știe lucruri, motiv pentru care a fost atras de Descopera.ro. citește mai mult
Urmărește DESCOPERĂ.ro pe
Google News și Google Showcase
Cele mai noi articole
Ceva ciudat se întâmplă cu cel mai mare satelit natural al lui Pluto
Ceva ciudat se întâmplă cu cel mai mare satelit natural al lui Pluto
O nouă modă printre femeile divorțate. Ce fac cu inelele de logodnă?
O nouă modă printre femeile divorțate. Ce fac cu inelele de logodnă?
Secetă excepțională în Franța: „Aceasta este o situație fără precedent”
Secetă excepțională în Franța: „Aceasta este o situație fără precedent”
Companiile aeriene înăspresc regulile pentru călătorii cu baterii externe. Ce trebuie să știi?
Companiile aeriene înăspresc regulile pentru călătorii cu baterii externe. Ce trebuie să știi?
Ziua în care Orientul şi Occidentul s-au despărţit pentru totdeauna din punct de vedere religios
Ziua în care Orientul şi Occidentul s-au despărţit pentru totdeauna din punct de vedere religios
Care este „orașul viselor” din Europa și de ce este numit astfel?
Care este „orașul viselor” din Europa și de ce este numit astfel?
Ce s-a întâmplat după ce o femeie s-a plâns la primărie că nu poate să doarmă din cauza clopotelor bisericii
Ce s-a întâmplat după ce o femeie s-a plâns la primărie că nu poate să doarmă din cauza clopotelor bisericii
Una dintre cele mai populare plaje din România ar putea fi redeschisă
Una dintre cele mai populare plaje din România ar putea fi redeschisă
Un studiu a descoperit o legătură între alăptare și riscul de ADHD la bebeluși
Un studiu a descoperit o legătură între alăptare și riscul de ADHD la bebeluși
Astronomii cred că au aflat, în sfârșit, de ce Theta Eridani nu mai este printre cele mai strălucitoare stele de pe cer
Astronomii cred că au aflat, în sfârșit, de ce Theta Eridani nu mai este printre cele mai strălucitoare stele de pe cer
Arheologii au aflat cine a fost astronomul mayaș care a creat o formulă matematică unică
Arheologii au aflat cine a fost astronomul mayaș care a creat o formulă matematică unică
Oamenii de știință au descoperit cum reușește creierul să facă mai multe în același timp
Oamenii de știință au descoperit cum reușește creierul să facă mai multe în același timp
Cei mai vechi quasari descoperiți vreodată adâncesc un mister spațial uimitor
Cei mai vechi quasari descoperiți vreodată adâncesc un mister spațial uimitor
Plățile cu cardul către operatori de jocuri de noroc, taxate diferit de bănci. Cum pot clienții să diminueze impactul (P)
Plățile cu cardul către operatori de jocuri de noroc, taxate diferit de bănci. Cum pot clienții să diminueze impactul ...
Albinele sunt capabile să producă un material extrem de rezistent, iar cercetătorii tocmai l-au recreat în laborator
Albinele sunt capabile să producă un material extrem de rezistent, iar cercetătorii tocmai l-au recreat în laborator
O nouă specie de dinozaur cu gâtul extrem de lung, descoperită datorită unui singur os
O nouă specie de dinozaur cu gâtul extrem de lung, descoperită datorită unui singur os
Cercetătorii au descoperit efectele taifunurilor asupra bacteriilor din oceane
Cercetătorii au descoperit efectele taifunurilor asupra bacteriilor din oceane
Un studiu pe 90.000 de persoane dezvăluie ce riști atunci când stai pe scaun ore întregi
Un studiu pe 90.000 de persoane dezvăluie ce riști atunci când stai pe scaun ore întregi