„Battlefield Buddha“, Linköpingo universiteto Fizikos, chemijos ir biologijos katedros vyresnysis dėstytojas. Kreditai: Thoras Balkhedas.
Dvynių rekombinacijų ir eksimerų rekombinacijos konkurencija kontroliuoja dalijimosi pavienių granulių derlių.
Saulės elementų efektyvumą galima padidinti pasinaudojant reiškiniu, vadinamu singleto dalijimusi. Tačiau nepaaiškinami energijos nuostoliai iki šiol buvo didelė problema. Mokslininkų grupė, vadovaujama Linköpingo universiteto (Švedija) mokslininkų, atrado, kas vyksta tarp pavienio skilimo ir švaistomos energijos. Rezultatai paskelbti žurnale. Fizikos mokslų ataskaitos langelis.
Saulės energija yra vienas iš svarbiausių tvarių elektros energijos šaltinių, kuris neturi fosilijų ir yra ekologiškas. Šiandien naudojami silicio pagrindu pagaminti saulės elementai gali panaudoti maždaug 33% saulės energijos ir paversti ją elektra. Kadangi saulės spinduliuose esančių šviesos ar fotonų paketai yra per maži, kad saulės elementai sugertų, arba per didelis, dalis energijos išsisklaido kaip šiluma. Šis didžiausias teorinis efektyvumas yra žinomas kaip „Shockley-Queisser“ riba. Praktiškai šiuolaikinių saulės elementų efektyvumas yra 20–25%.
Šiame tyrime difenilheksatrienas (DPH) buvo naudojamas kaip vestibuliarinė disociacijos medžiaga. Kreditas: Thoras Balkhedas.
Tačiau molekulinės fizikos fotonų reiškinys, žinomas kaip singleto dalijimasis, gali sukelti didesnės energijos fotonus ir paversti juos elektra be šilumos nuostolių. Pastaraisiais metais viengubų sujungimas pritraukė vis daugiau mokslininkų dėmesio ir vyksta intensyvus darbas kuriant geriausias medžiagas. Tačiau dėl nepaaiškinamų energijos nuostolių pertrūkus vienam laidui, dabar sunku projektuoti tokias medžiagas. Mokslininkai dar turi susitarti dėl šių energijos nuostolių kilmės.
Dabar Linköpingo universiteto mokslininkai su kolegomis Kembridže, Oksforde, Donostijoje ir Barselonoje atrado, kur energija eina per singleto skilimą.
„Vienintelis dalijimasis įvyksta greičiau nei per nanosekundę, todėl jį sunku išmatuoti. Mūsų atradimas leidžia mums atidaryti juodąją dėžę ir pamatyti, kur energija eina reakcijos metu. Tokiu būdu galime pagaliau optimizuoti medžiagas, kad padidintume saulės elementų efektyvumą “, – sakė Linkopingo universiteto Fizikos, chemijos ir biologijos katedros vyresnysis lektorius Battle of Phutthi.
Vidinis magneto optikos įrankio vaizdas, padėjęs Songkhramo mūšiui ir jo komandai sukurti protokolą, kaip rasti energijos nuostolius vienu dalijimu. Kreditas: Thoras Balkhedas.
Dalis energijos prarandama vidutinio ryškumo būsenos pavidalu, ir tai yra problema, kurią reikia išspręsti, norint pasiekti efektyvų bako dalijimąsi. Energijos ieškojimas yra svarbus žingsnis link žymiai didesnio saulės elementų efektyvumo – nuo 33% iki daugiau nei 40% šiandien.
Mokslininkai naudojo magnetiškai trumpalaikį metodą, kad nustatytų energijos nuostolių vietą. Unikalus šios technikos privalumas yra tai, kad ji gali nustatyti liemenės dalijimosi „pirštų atspaudus“ nanosekundžių lygyje. Tyrime buvo naudojami polifenilheksatetriano (DPH) monoklininiai kristalai, tačiau naujoji technika galėjo būti naudojama tiriant liemenių skilimą platesnėje medžiagų bibliotekoje. Yuqingas Huangas yra buvęs magistrantas. Linköpingo universiteto Fizikos, chemijos ir biologijos katedros daktaras. ir yra pirmasis straipsnio, paskelbto naujai įsteigtame žurnale, autorius. Fizikos mokslų ataskaitos langelis.
„Tikrasis singleto atskyrimo procesas vyksta kristalinėje medžiagoje. Jei galime optimizuoti šią medžiagą, kad kauptų kuo daugiau energijos iš bako dalijimosi, būsime arčiau jos praktinio taikymo. Be to, vienos vielos dalijimosi medžiagas galima apdoroti, todėl jas nebrangu gaminti ir tinkamos naudoti kartu su esamomis fotoelektros technologijomis “, – sakė Yuqingas Huangas.
Nuoroda: „Dvynukų lenktynės ir rekombinacija kaip bako dalijimosi kontrolės sukėlėjas“, autoriai Yuqing Huang, Irina A. Buyanova, Chanakarn Phansa, Maria E. Sandoval-Salinas, David Casanova., William K. Myers, Neil C.Greenham, Akshay Rao, Weiminas M. Chenas ir „Yuttapoom Puttisong“ 2021 m. Vasario 8 d. Fizikos mokslų ataskaitos langelis.
DOI: 10.1016 / j.xcrp.2021.100339
Šį tyrimą finansavo Švedijos mokslinių tyrimų taryba ir Knuto ir Alice Wallenberg fondas.