.){kind=link}
Forskare från University of Pennsylvania skapar solceller från ett atypiskt material - konventionellt tvådimensionella dikalkogenider av övergångsmetaller (DPM). Dessa material har en relativt låg effektivitet när det gäller att omvandla ljus till elektricitet, men de är hundra gånger lättare än moderna fotopaneler av silikon. För utrymmet är låg vikt en avgörande fördel. Men det finns fortfarande arbete att göra på paneler med DPM.
Tjockleken på DPM-filmen är inte mer än några få atomer. Detta är flera storleksordningar tunnare än kisel- eller galliumarsenidskiktet i moderna fotopaneler. Detta kommer att göra det möjligt att göra DPM-solceller hundra gånger eller mer lättare. För att utöka mänsklig närvaro i rymden – i omloppsbana, på månarna och andra planeter – kommer vikten av last som transporteras från jorden att vara avgörande. Tiden kommer, och kisel i rymdenergin kommer att behöva överges. Och sedan, är forskarna säkra, kommer guldåldern för ljusfotopaneler gjorda av dikalkogenider av övergångsmetaller.
DPM-material har dock en betydande nackdel. Alla fotocellprover som skapats hittills på grundval av dessa visade en effektivitet på högst 5 %. Viktmässigt är det fortfarande bättre än kisel, men i det ideala fallet måste det lovande materialets effektivitet ökas, vilket till exempel kan göras genom att optimera fotocellens struktur. Detta är precis vad forskare från University of Pennsylvania gjorde och nådde avsevärd framgång - de föreslog en struktur av en DPM-cell med en effektivitet på 12%.
Det bör förtydligas att den angivna effektiviteten uppnåddes på den digitala modellen av fotocellen. Forskarna bestämde sig för att inte börja med experiment, utan med modellering, vilket är en viss mening - det är billigare och snabbare på det sättet. Men på basis av den digitala modellen och utvecklade metoder är experter övertygade om att de eller deras kollegor kommer att kunna presentera fysiska prover av solceller från dikalkogenider av övergångsmetaller med en effektivitet på minst 10 % under de kommande fyra till fem åren .
Hemligheten med utvecklingen, som forskarna berättade om i det senaste numret av tidskriften Device, ligger i elementets flerskiktsstruktur (en film på en film, när flera reflexer av fotoner börjar fungera), liksom i utformningen av elektroderna, vilket gör det möjligt att effektivt kontrollera excitoner - de viktigaste aktiva elementen i tvådimensionella DPM- strukturer. Men allt detta finns fortfarande på papper. Vi väntar på praktiskt genomförande.
Läs också: