.){kind=link}
Pennsylvanian yliopiston tutkijat luovat aurinkokennoja epätavallisesta materiaalista - perinteisesti kaksiulotteisista siirtymämetallien dikalkogenideistä (DPM). Näillä materiaaleilla on suhteellisen alhainen hyötysuhde valon muuntamisessa sähköksi, mutta ne ovat sata kertaa kevyempiä kuin nykyaikaiset piivalokuvapaneelit. Tilan kannalta pieni paino on ratkaiseva etu. Mutta DPM-paneeleissa on vielä tehtävää.
DPM-kalvon paksuus on enintään muutama atomi. Tämä on useita suuruusluokkaa ohuempi kuin pii- tai galliumarsenidikerros nykyaikaisissa valokuvapaneeleissa. Tämä mahdollistaa DPM-aurinkokennojen tekemisen sata kertaa tai enemmän kevyemmiksi. Ihmisen läsnäolon laajentamiseksi avaruudessa – kiertoradalla, kuuilla ja muilla planeetoilla – Maasta kuljetettavan lastin paino on kriittinen. Tulee aika, ja pii avaruusenergiassa on hylättävä. Ja sitten, tutkijat ovat varmoja, siirtymämetallien dikalkogenideistä valmistettujen valopaneelien kulta-aika tulee.
DPM-materiaaleissa on kuitenkin merkittävä haittapuoli. Kaikki niiden perusteella tähän mennessä luodut valokennonäytteet osoittivat enintään 5 %:n tehokkuutta. Painoltaan se on silti piitä parempi, mutta ihannetapauksessa lupaavan materiaalin tehokkuutta on lisättävä, mikä voidaan tehdä esimerkiksi optimoimalla valokennon rakennetta. Juuri tämän Pennsylvanian yliopiston tutkijat tekivät ja saavuttivat konkreettista menestystä - he ehdottivat DPM-solun rakennetta, jonka hyötysuhde on 12%.
On syytä selventää, että ilmoitettu tehokkuus saavutettiin valokennon digitaalisella mallilla. Tutkijat päättivät aloittaa kokeilujen sijaan mallintamisesta, mikä on tietty järkeä - se on halvempaa ja nopeampaa sillä tavalla. Mutta digitaalisen mallin ja kehitettyjen menetelmien perusteella asiantuntijat ovat vakuuttuneita siitä, että he tai heidän kollegansa pystyvät esittämään fyysisiä näytteitä aurinkokennoista siirtymämetallien dikalkogenideista vähintään 10 prosentin hyötysuhteella seuraavien neljän-viiden vuoden aikana. .
Kehityksen salaisuus, josta tiedemiehet kertoivat Device-lehden viimeisimmässä numerossa, piilee elementin monikerroksisessa rakenteessa (filmi kalvolle, kun lukuisat fotonien heijastukset alkavat toimia), sekä elektrodien suunnittelu, jonka avulla voidaan tehokkaasti ohjata eksitoneja - kaksiulotteisten DPM-rakenteiden tärkeimpiä aktiivisia elementtejä. Mutta kaikki tämä on vielä paperilla. Odotamme käytännön toteutusta.
Lue myös: