Eficiență impresionantă! Materialul care depășește celulele solare tradiționale
Efectul fotovoltaic de volum (BPV) este un fenomen rar, ce depășește celulele solare tradiționale. Cercetători din Japonia au confirmat recent efectul BPV în seleniura de indiu, în fază alfa (α-In2Se3), perpendicular pe plan. Este pentru prima dată când această teorie este dovedită experimental, fiind un pas important pentru tehnologiile de celule solare avansate și pentru fotosenzori.
Efectul fotovoltaic transformă lumina în energie electrică, stând la baza designului celulelor solare. Majoritatea celulelor solare folosesc joncțiuni p-n, ce exploatează efectul fotovoltaic la interfața dintre materiale. Totuși, aceste designuri sunt limitate de limita Shockley–Queisser, ce impune un plafon maxim al eficienței de conversie și un compromis între tensiune și curent.
Materialul ce depășește limitele fotovoltaice tradiționale
Anumite materiale cristaline prezintă efectul BPV, un fenomen special. În materiale fără simetrie internă, electronii excitați de lumină se pot deplasa coerent într-o direcție. Astfel, se generează „curenți de deplasare” și apare efectul BPV. Deși specialiștii prevedeau acest fenomen în α-In2Se3, materialul nu a fost investigat experimental până acum, conform SciTechDaily.
O echipă de cercetători japonezi, condusă de prof. Noriyuki Urakami de la Universitatea Shinshu, a investigat efectul BPV în α-In2Se3. Descoperirile lor au fost publicate în Applied Physics Letters. „Acest material ar putea genera un curent de deplasare. Studiul nostru confirmă experimental această predicție”, explică prof. Urakami.
Un progres important pentru o lume neutră din punct de vedere al emisiilor de carbon
Cercetătorii au produs un dispozitiv cu α-In2Se3, încadrat între electrozi transparenți de grafit, conectați la o sursă de tensiune. Testele au confirmat existența curenților de deplasare perpendicular pe planul stratului de α-In2Se3, conform predicțiilor.
Eficiența BPV în α-In2Se3 a fost comparată cu alte materiale. „Dispozitivul nostru a demonstrat o eficiență cuantică ridicată, comparabilă cu materialele bidimensionale îmbunătățite”, subliniază prof. Urakami.
Cercetătorii speră ca această descoperire să contribuie la energiile regenerabile. „Descoperirile noastre pot accelera utilizarea celulelor solare, o cale promițătoare către o societate neutră din punct de vedere al emisiilor de carbon”, conchide Urakami.
Studiul deschide calea pentru noi cercetări privind efectul BPV, cu impact asupra performanței celulelor solare și a fotodetectorilor.
