Fotovoltaïsche cel met een efficiëntie van 132% gecreëerd door wetenschappers

Een onderzoeksteam van Aalto University is erin geslaagd een fotovoltaïsch apparaat te maken met een externe kwantumefficiëntie van een record van 132%.

Deze recordaantallen, die als fantasie klinken, werden bereikt door het gebruik van nanogestructureerd zwart silicium. Dus laten we wat meer te weten komen over deze ontdekking.

Hoe heeft u 132% efficiëntie behaald?

Neem een ​​fotovoltaïsch apparaat en stel je voor dat de externe kwantumefficiëntie 100 procent is. Dit suggereert dus dat elk foton van licht dat op zo'n paneel valt, een elektron met honderd procent waarschijnlijkheid uitschakelt.

Het nieuwe apparaat is dus het eerste ter wereld, waarvan de efficiëntie de drempel van 100 procent overschrijdt en gelijk is aan 132%.

Dit betekent dat gemiddeld één foton van licht 1,32 elektronen uit de materiaalstructuur klopt. Het is natuurlijk onmogelijk om 0,32 elektronen te krijgen, dus dergelijke getallen moeten als volgt worden begrepen: je hebt 32% kans om een ​​paar elektronen tegelijk uit te schakelen met één foton licht.

Het lijkt erop dat dit volgens natuurkundige wetten onmogelijk is, omdat energie niet uit het niets wordt gehaald. Laten we eens kijken hoe dit mogelijk werd.

Het komt allemaal neer op hoe fotovoltaïsche materialen over het algemeen functioneren:

Dus wanneer een foton het oppervlak van een actief materiaal raakt, wordt één elektron uit het atoom geslagen. Maar onder bepaalde omstandigheden kan een hoogenergetisch foton twee elektronen tegelijk uitschakelen zonder enige natuurkundige wetten te overtreden.

Dit wetende, maakten de wetenschappers een apparaat met zwart silicium als actief materiaal in een speciale vorm van kegels en kolommen die UV-licht absorberen. Zo werden uitstekende omstandigheden gecreëerd voor de "dubbele knock-out" van elektronen.

Wat zijn de productvooruitzichten

Zwart silicium is een uniek materiaal dat de prestaties van alle nieuwe zonnepanelen drastisch kan verbeteren.

Het gebruik ervan vermindert immers aanzienlijk negatieve factoren als de reflectie van fotonen uit het apparaat en de recombinatie van elektronen met een "gat", die ze in het atoom achterlaten voordat ze door het circuit worden opgevangen.

De resultaten van het uitgevoerde werk, dat werd getest bij het Duitse Nationale Metrologische Instituut, deelden de wetenschappers op de pagina's van het tijdschrift Fysieke beoordelingsbrieven.

Bedankt voor het lezen tot het einde en het waarderen van het materiaal.