MIT의 과학자들은 기존 실리콘을 민감하게 만들었습니다. 태양의 단일항 엑시톤 분열법에 의한 세포. 이를 통해 효율성을 높일 수 있습니다. 태양의 18%에서 35%까지 증가하여 에너지 출력을 두 배로 늘려 태양광 기술 비용을 절감합니다.
화석 연료에 대한 의존도를 줄이고 지속 가능한 미래를 위한 기술을 구축하는 것이 필수적입니다. 태양 광 발전 의 재생 가능한 소스입니다 에너지 어디에 썬 빛은 전기 에너지로 변환됩니다. 태양 전지 가장 일반적으로 광전지 공정을 사용하여 변환하는 실리콘으로 만들어집니다. 햇빛 전기로. 일반적으로 페로브스카이트 셀을 포함하는 직렬 셀도 설계되고 있습니다. 태양의 세포는 활용할 수 있습니다 썬 다양한 스펙트럼에서 에너지를 얻으므로 효율성이 더 높습니다. 오늘날 이용 가능한 태양전지는 효율성이 15~22%에 불과하다는 제한을 받습니다.
3월 XNUMX일자에 발표된 연구 자연 실리콘 태양의 단일항 여기자 분열(singlet exciton fission)이라는 효과를 적용하면 세포 효율을 35%까지 높일 수 있다. 이 효과에서 단일 빛 입자(광자)는 단 하나가 아닌 두 개의 전자-정공 쌍을 생성할 수 있습니다. 단일 엑시톤 핵분열은 1970년대 발견된 이후 많은 물질에서 볼 수 있습니다. 현재 연구는 이 효과를 처음으로 실행 가능한 것으로 전환하는 것을 목표로 했습니다. 태양의 셀.
연구자들은 단일 엑시톤 핵분열 효과를 나타내는 물질인 테트라센의 단일 엑시톤 핵분열 효과를 결정질 실리콘으로 옮겼습니다. 이 물질 테트라센은 탄화수소입니다. 유기적인 반도체. 전사는 엑시톤 테트라센 층과 실리콘 사이에 하프늄 산질화물(8옹스트롬)의 추가 얇은 층을 배치하여 이루어졌습니다. 태양의 셀과 결합.
이 작은 하프늄 산질화물 층은 브리지 역할을 하여 테트라센 층에서 고에너지 광자의 생성을 가능하게 했으며, 이는 일반적인 전자와 달리 실리콘 셀에서 두 개의 전자 방출을 촉발했습니다. 실리콘의 이러한 민감화 태양의 셀은 열화 손실을 줄이고 빛에 대한 감도를 향상시켰습니다. 에너지 출력은 태양의 스펙트럼의 녹색 및 파란색 부분에서 더 많은 출력이 생성됨에 따라 셀이 두 배로 늘어났습니다. 이를 통해 효율성을 높일 수 있습니다. 태양의 세포는 최대 35%까지 증가합니다. 이 기술은 추가 셀을 추가하지 않고 실리콘에 더 많은 전류를 추가한다는 점에서 직렬형 태양전지와 다릅니다.
현재 연구는 효율성을 증가시켜 태양광 기술의 전체 에너지 생성 비용을 줄일 수 있는 즉석에서 단일항 핵분열 실리콘 태양 전지를 시연했습니다.
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출처
Einzinger, M. et al. 2019. 테트라센에서 단일항 여기자 분열에 의한 실리콘의 감도. 자연. 571. https://doi.org/10.1038/s41586-019-1339-4
