Cientistas do MIT sensibilizaram o silício existente solar células pelo método de fissão de exciton singleto. Isto pode aumentar a eficiência de solar células de 18 por cento para 35 por cento, duplicando assim a produção de energia e reduzindo assim os custos da tecnologia solar.
Está se tornando imperativo reduzir nossa dependência de combustíveis fósseis e construir tecnologias para um futuro sustentável. Energia solar é uma fonte renovável de energia onde Do sol a luz é convertida em energia elétrica. Células solares são mais comumente feitos de silício, que usa processo fotovoltaico para transformar luz solar em eletricidade. Também estão sendo projetadas células tandem que geralmente incluem células de perovskitas onde cada seção do solar as células podem aproveitar Do sol energia de seu espectro variado e, portanto, ter maior eficiência. As células solares disponíveis hoje são limitadas pela sua eficiência, que é de apenas 15-22 por cento.
Um estudo publicado em 3 de julho em Natureza demonstrou como o silício solar a eficiência celular poderia ser aumentada para até 35% aplicando um efeito chamado fissão de exciton singleto. Neste efeito, uma única partícula de luz (fóton) pode gerar dois pares elétron-buraco em vez de apenas um. A fissão de um único exciton é vista em muitos materiais desde a sua descoberta na década de 1970. O presente estudo teve como objetivo traduzir esse efeito pela primeira vez em uma solução viável solar célula.
Os pesquisadores transferiram o efeito de fissão de um único exciton do tetraceno – um material conhecido que o exibe – para o silício cristalino. Este material tetraceno é um hidrocarboneto orgânico semicondutor. A transferência foi conseguida colocando uma fina camada adicional de oxinitreto de háfnio (8 angstrom) entre a camada de tetraceno excitônico e o silício solar célula e acoplá-los.
Esta minúscula camada de oxinitreto de háfnio atuou como uma ponte e possibilitou a geração de fótons de alta energia na camada de tetraceno que então desencadeou a liberação de dois elétrons na célula de silício, ao contrário da usual. Esta sensibilização do silício solar a célula reduziu as perdas de termalização e permitiu melhor sensibilidade à luz. A produção de energia do solar as células dobraram à medida que mais resultados foram gerados nas partes verde e azul do espectro. Isto pode aumentar a eficiência do solar células até 35 por cento. A tecnologia difere das células solares tandem porque apenas adiciona mais corrente ao silício sem adicionar células adicionais.
O estudo atual demonstrou células solares de silício de fissão simples improvisadas que podem exibir maior eficiência e, assim, reduzir o custo geral de geração de energia da tecnologia solar.
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Fontes)
Einzinger, M. et al. 2019. Sensitization of silicon by singlet exciton fission in tetracene. Natureza. 571. https://doi.org/10.1038/s41586-019-1339-4
