Newsy

Nowe odkrycia naukowców mogą zrewolucjonizować fotowoltaikę. Z tej samej ilości światła powstanie znacznie więcej energii [DEPESZA]

2020-07-29  |  06:00
Wszystkie newsy

To przełom w wykorzystaniu energii słonecznej i wytwarzaniu z niej prądu. Naukowcom z Australii i Stanów Zjednoczonych udało się przekształcić światło niskoenergetyczne w światło wysokoenergetyczne, wykorzystując w tym celu m.in. cząsteczki tlenu. W ten sposób można wytworzyć większą ilość energii elektrycznej z tej samej ilości światła słonecznego.

Obecnie ogniwa słoneczne działają poprzez pochłanianie fal świetlnych i wykorzystywanie energii fotonów do wybijania elektronów z atomów, a tym samym do wytwarzania energii elektrycznej. Różne fale świetlne mają różne poziomy energii, a obecne ogniwa słoneczne nie mogą wykorzystywać długości fal światła o niskiej częstotliwości, np. podczerwieni.

Grupie naukowców z Uniwersytetu RMIT, Uniwersytetu UNSW w Australii oraz Uniwersytetu Kentucky w USA udało się przekształcić światło niewidzialne o niskiej energii w światło wysokoenergetyczne. W ten sposób można wytworzyć większą ilość energii elektrycznej z tej samej ilości światła słonecznego.

– Energia słoneczna to nie tylko światło widzialne – podkreśla prof. Tim Schmidt z Uniwersytetu Nowej Południowej Walii (UNSW) w Sydney. – Widmo jest szerokie, zawiera m.in. światło podczerwone, które daje nam ciepło, i ultrafiolet, który może spalić naszą skórę. Większość ogniw słonecznych, kamer CCD i fotodiod (półprzewodniki, które przekształcają światło w prąd elektryczny – przyp. red.) jest wykonanych z krzemu, który nie reaguje na światło mniej energetyczne niż bliska podczerwień. Oznacza to, że niektóre części widma światła nie są wykorzystywane przez wiele naszych obecnych urządzeń i technologii .

Aby rozszerzyć zakres czułości obecnie stosowanych urządzeń i tym samym zwiększyć wydajność ogniw słonecznych, niezbędna jest konwersja światła w górę, czyli przekształcenie światła o niskiej energii w bardziej energetyczne, widzialne światło, które może wzbudzać krzem.

– Jednym ze sposobów na to jest wychwycenie wielu mniejszych fotonów energii światła i ich sklejenie – wskazuje prof. Schmidt. – Można tego dokonać poprzez oddziaływanie ekscytonów – kwazicząsteczek powstałych z elektronów i dziur elektronowych, które mogą przenosić energię bez przenoszenia ładunku elektrycznego netto – w cząsteczkach organicznych.

Dotychczas jeszcze nigdy nie udało się tego osiągnąć poza krzemową przerwą energetyczną, czyli minimalną energią potrzebną do wzbudzenia elektronu w krzemie do stanu, w którym może on uczestniczyć w przewodzeniu. Naukowcy z ARC Centre of Excellence in Exciton Science, z siedzibą w UNSW w Sydney, wraz ze współpracownikami z Uniwersytetu RMIT i Uniwersytetu Kentucky wykorzystali półprzewodnikowe kropki kwantowe do pochłaniania światła o niskiej energii oraz tlen cząsteczkowy do przenoszenia światła na cząsteczki organiczne. Tym samym tlen umożliwia cząsteczkom organicznym emitowanie światła widzialnego.

– To tylko wczesna demonstracja, a do wyprodukowania komercyjnych ogniw słonecznych potrzeba sporo materiałów do opracowania, ale testy pokazują, że jest to możliwe – podkreśla prof. Schmidt.

(Newseria Innowacje)

Czytaj także

Więcej ważnych informacji

Jedynka Newserii

Jedynka Newserii

Ekologia

Nowe badania potwierdzają: Arktyka się topi. Tempo zmian jest nadzwyczajne [DEPESZA]

Arktyka przechodzi w zupełnie nowy stan klimatyczny z powodu szybkiego ocieplenia. Wielkość lodu morskiego późnym latem, kiedy osiąga swoje coroczne minimum, weszła już w statystycznie inny klimat, a temperatura powietrza na powierzchni i liczba dni z padającym deszczem zamiast śniegu również zaczynają się zmieniać. – Tempo zmian jest nadzwyczajne – alarmuje Laura Landrum, naukowiec amerykańskiego Narodowego Centrum Badań Atmosfery.

 

Jak korzystać z materiałów Newserii?

Ważne informacje dla dziennikarzy i mediów

Wszystkie materiały publikowane w serwisach agencji informacyjnej Newseria przeznaczone są do bezpłatnej dystrybucji poprzez serwisy internetowe, stacje radiowe i telewizje, wydawców prasy oraz aplikacje pełniące funkcję agregatorów newsów. 

Szczegóły dotyczące warunków współpracy znajdują się tutaj.

Robotyka i SI

Dzięki sztucznej inteligencji powstanie cyfrowy katalog polskich dróg. Pomoże w naprawie nawierzchni i pobieraniu opłat

Rozwój prac nad technologiami mapowania przestrzeni dał impuls do eksperymentowania z rozwiązaniami z zakresu automatyzacji procesu skanowania dróg na potrzeby administrowania infrastrukturą komunikacyjną. Gospodarczy Instytut Analiz Przestrzennych nawiązał współpracę z estońskim start-upem EyeVi Technologies, który pozwoli zdigitalizować polskie drogi. Zdjęcia pozyskane za pośrednictwem nowego systemu administracyjnego posłużą m.in. do inwentaryzacji dróg czy wykrywania uszkodzeń nawierzchni.