تقنية النانو

يوفر الجهاز الكهروضوئي الأسود الذي يعمل بالسيليكون كفاءة 132٪

يوفر الجهاز الكهروضوئي الأسود الذي يعمل بالسيليكون كفاءة 132٪



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

توصل باحثون في جامعة آلتو في فنلندا إلى تصميم جهاز كهروضوئي بكفاءة كمية تبلغ 132٪.

أصبح هذا الاستغلال المثير للإعجاب والذي يبدو غير محتمل ممكنًا بفضل السيليكون الأسود النانوي ، وهو مادة شبه موصلة تم اكتشافها بالصدفة في الثمانينيات من القرن الماضي. انعكاسية منخفضة و امتصاص الضوء العالي. يمكن أن يكون هذا الإنجاز قفزة كبيرة في تكنولوجيا الخلايا الشمسية.

افتراضيًا ، إذا كان للجهاز كفاءة كمية بنسبة 100 ٪ ، فإن كل فوتون يضرب الجهاز سيولد إلكترونًا واحدًا ، والذي سيتم نقله عبر الدائرة ليتم توليدها في الكهرباء.

ومع ذلك ، فإن هذا الجهاز يقدم نفسه بكفاءة هائلة تصل إلى 132٪. ما يعنيه هذا في الواقع هو أن كل فوتون سوف يولد إلكترونًا مع احتمال 1/3 تقريبًا أن إلكترونًا إضافيًا سيطرح من مداره وينضم إلى الدائرة.

راجع أيضًا: الاستخدامات الأكثر ابتكارًا للسيليكون

أستطيع أن أسمعكم جميعًا ترفعون أصواتكم "بو ... ولكن ماذا عن قوانين الفيزياء؟ لا يمكننا فقط توليد الكهرباء من لا شيء!"

لفهم كيف يمكن ذلك ، علينا أولاً أن نفهم كيفية عمل المواد الكهروضوئية. عندما يصطدم فوتون بسطح جهاز كهروضوئي ، يُطرح الإلكترون من مداره. في ظروف معينة ، يمكن للفوتون عالي الطاقة أن يصطدم بإلكترونين من مدارهما. لذلك ما زلنا نلتزم بقوانين كوننا هنا.

في العديد من الخلايا الشمسية ، تؤدي عوامل معينة إلى فقدان الكفاءة. في بعض الأحيان تنعكس الفوتونات على سطح الجهاز دون التفاعل مع إلكتروناته أو تملأ الإلكترونات المنقطعة الفتحة المتبقية على ذرة أخرى قبل الانضمام إلى الدائرة.

لذلك ، مع تطورهم الأخير ، ذكر فريق Aalto أنهم تجاوزوا هذه الحواجز إلى حد كبير. يمتص السيليكون الأسود الفوتونات بكفاءة أكبر بكثير من المواد الأخرى ، كما أن بنيته النانوية مع المخاريط والأعمدة تمنع إلى حد كبير إعادة تركيب الإلكترونات على السطح.

يذكر الفريق أنه يمكن استخدام هذه الكفاءة المحطمة للأرقام القياسية لتحسين أي نوع من أجهزة الكشف الضوئي ، سواء كانت الخلايا الشمسية أو أجهزة استشعار الضوء لأغراض أخرى.

تم قبول البحث للنشر في Physical Review Letters في 28 يوليو 2020.


شاهد الفيديو: كيفية نصب وربط DSE 710 - PLC CONTROLLER في المولدات الكهربائية التي تعمل بالديزل أو الغاز. (أغسطس 2022).