Ученые предполагают, что КПД солнечных батарей может быть поднят до 50%, благодаря кремниевым фотоэлементам.
Как информирует нас Компьюлента, теперь на материале фотоэлемента можно наблюдать, как фотон вызывает возбуждение электрона. Электрон в свою очередь, под воздействием фотона двигается к электропроводящему слою, имеющему соединение с фотоэлементами.
Для осуществления описанного процесса нужны следующие условия:
· образование в слоях электрического слоя;
· воздействовать на электрон так, чтобы он двигался с одного материала на другой.
Однако следует отметить, что эти два процесса в свою очередь снижают эффективность процесса.
Отметим, что эти процессы позволят опровергнуть утверждение Шокли — Квайссера, отмечающего, что КПД однослойного фотоэлемента не могут повыситься от 33-34%.
Ученые задаются вопросом о том, что ведь можно для осуществления процесса взять такие материалы-полупроводники, в которых фотоны и приводят к движению электронов. В этом случае не будет необходимость применить проводники. Данное явление было открыто учеными еще в 1970-х годах. Но тогда имелось в виду лишь преобразование фотоэлементов в электроэнергию ультрафиолет. Однако источник фотонов Солнце в большинстве случаев передает свет в видимом диапазоне. К тому же, нужно помнить, что значительная часть ультрафиолета поглощается частицами атмосферы.
Исследования ученых
Группа ученых, возглавляемая Эндрю Рапле (Andrew M. Rappe) из Пенсильванского университета, решила провести необычное исследование. Так, ученые решили контролировать свойства перовскитов, обладающих возможностью преобразовать УФ-излучение в электричество. При этом ученые подразумевают, что процесс должен проводиться не в поверхности земли, а в толще, чтобы максимально получать электричество из света. Исследователи при этом решили добавить в перовскит ниобит калия никелосодержащего ниобат бария.
Так, благодаря изменениям содержания перовскита, ученым удалось сдвинуть запрещенную зону вещества. Благодаря этому, перовскит начал преобразовывать видимый свет в электричество. Притом веществу, находящемуся в толще, не понадобилось второго слоя.
Проведенный опыт стал первой удачной работой исследователей. Несмотря на то что ученым удалось получить малый процент КПД, все же в ближайшем будущем они планируют предвосхитить результат и добиться КПД свыше 50%.
