.){kind=link}
Các nhà khoa học từ Đại học Pennsylvania đang tạo ra các tế bào năng lượng mặt trời từ một vật liệu khác thường - thường là dichalcogenide hai chiều của kim loại chuyển tiếp (DPM). Những vật liệu này có hiệu suất chuyển đổi ánh sáng thành điện tương đối thấp, nhưng chúng nhẹ hơn hàng trăm lần so với các tấm ảnh silicon hiện đại. Đối với không gian, trọng lượng thấp là một lợi thế quyết định. Nhưng vẫn còn nhiều việc phải làm trên bảng với DPM.
Độ dày của màng DPM không quá vài nguyên tử. Lớp này mỏng hơn vài bậc so với lớp silicon hoặc gali arsenua trong các tấm ảnh hiện đại. Điều này sẽ giúp tạo ra pin mặt trời DPM nhẹ hơn hàng trăm lần hoặc hơn. Để mở rộng sự hiện diện của con người trong không gian – trên quỹ đạo, trên các mặt trăng và các hành tinh khác – trọng lượng của hàng hóa được vận chuyển từ Trái đất sẽ rất quan trọng. Sẽ đến lúc, và silicon trong năng lượng không gian sẽ phải bị loại bỏ. Và sau đó, các nhà nghiên cứu chắc chắn rằng, thời kỳ hoàng kim của các tấm quang điện ánh sáng làm từ dichalcogenide của các kim loại chuyển tiếp sẽ đến.
Tuy nhiên, vật liệu DPM có một nhược điểm đáng kể. Tất cả các mẫu tế bào quang điện được tạo ra cho đến nay trên cơ sở của chúng đã chứng minh hiệu suất không quá 5%. Về trọng lượng, nó vẫn tốt hơn silicon, nhưng trong trường hợp lý tưởng, hiệu quả của vật liệu hứa hẹn phải được tăng lên, chẳng hạn như điều này có thể được thực hiện bằng cách tối ưu hóa cấu trúc của tế bào quang điện. Đây chính xác là những gì các nhà khoa học từ Đại học Pennsylvania đã làm và đạt được thành công rõ rệt - họ đã đề xuất cấu trúc của tế bào DPM với hiệu suất 12%.
Cần làm rõ rằng hiệu quả đã nêu đã đạt được trên mô hình kỹ thuật số của tế bào quang điện. Các nhà nghiên cứu đã quyết định bắt đầu không phải bằng thí nghiệm mà bằng mô hình hóa, điều này có ý nghĩa nhất định - theo cách đó rẻ hơn và nhanh hơn. Nhưng trên cơ sở mô hình kỹ thuật số và các phương pháp đã phát triển, các chuyên gia tự tin rằng họ hoặc đồng nghiệp của họ sẽ có thể trình bày các mẫu pin mặt trời vật lý từ dichalcogenide của kim loại chuyển tiếp với hiệu suất ít nhất 10% trong đến năm tới. .
Bí mật của sự phát triển, mà các nhà khoa học đã nói trong số mới nhất của tạp chí Thiết bị, nằm ở cấu trúc đa lớp của phần tử (phim trên phim, khi nhiều phản xạ photon bắt đầu hoạt động), cũng như ở thiết kế của các điện cực, giúp kiểm soát hiệu quả các exciton - thành phần hoạt động chính của cấu trúc DPM- hai chiều. Nhưng tất cả điều này vẫn còn trên giấy. Chúng tôi đang chờ triển khai thực tế.
Đọc thêm: