°C
      2021 10 23 Šeštadienis

      Naujausia saulės energijos inovacija gali pagaminti 1000 kartų daugiau energijos

      Nuotrauka: HELIOSCSP nuotr.

      2021-07-27 09:00:00

      Naujausiame Halės-Vitenbergo Martyno Liuterio universiteto (MLU) pranešime teigiama, kad feroelektrinių kristalų energijos gamyba saulės elementuose gali būti padidinta tūkstančius kartų dėl naujausios inovacijos, susijusios su plonu medžiagų sluoksnių išdėstymu.

      Mokslininkai iš MLU nustatė, kad pakaitomis dedant kristalinius bario titanato, stroncio titanato ir kalcio titanato sluoksnius, galima stipriai padidinti saulės elementų efektyvumą. Jų išvados buvo publikuotos žurnale „Science Advances“.

      Dauguma saulės elementų yra pagaminti iš silicio dėl mažos medžiagos kainos ir santykinai didelio efektyvumo, tačiau dėl bendrų efektyvumo apribojimų mokslininkai eksperimentavo su naujomis medžiagomis, įskaitant feroelektrinius kristalus.

      Vienas iš feroelektrinių kristalų privalumų yra tas, kad jiems nereikia pn sandūros, o tai reiškia, kad nėra jokių teigiamai ir neigiamai legiruotų sluoksnių, kaip kad silicio elementuose. 

      Tačiau grynas bario titanatas, feroelektrinis kristalas, kurį išbandė MLU tyrėjai, sugeria mažai saulės spindulių. Eksperimentuodami su skirtingomis medžiagų kombinacijomis, mokslininkai nustatė, kad jie gali sujungti itin plonus skirtingų medžiagų sluoksnius, o tai efektyviai padidintų jų saulės energijos gamybą.

       „Svarbu tai, kad feroelektrinė medžiaga yra pakeičiama paraelektrine medžiaga. Nors pastaroji neturi atskirų krūvių, tam tikromis sąlygomis ji gali tapti feroelektrine, pavyzdžiui, esant žemai temperatūrai arba kai jos cheminė struktūra šiek tiek pakinta”, - teigė dr. Akash’as Bhatnagar’as iš MLU Inovacijų kompetencijos centro „SiLi-nano“.

      A.Bhatnagar’as ir jo komandai pavyko įterpti bario titanatą tarp stroncio titanato ir kalcio titanato, garinant kristalus didelės galios lazeriu ir pakartotinai juos perdėliojant ant nešiklio substratų. Gauta medžiaga buvo sudaryta iš 500 sluoksnių ir buvo 200 nanometrų storio.

      Tyrėjai nustatė, kad jų daugiasluoksnė medžiaga sukūrė 1000 kartų stipresnę srovę, nei kad išmatuota gryname bario titanate, kurio storis lygiavertis.

      „Panašu, kad sąveika tarp sluoksnių lemia daug didesnį pralaidumą - kitaip tariant, elektronai geba prasiskverbti daug lengviau dėl šviesos fotonų sužadinimo“, - paaiškino A. Bhatnagar’as.

      Komanda taip pat parodė, kad matavimai išliko beveik pastovūs net šešis mėnesius, o tai reiškia, kad medžiaga gali būti pritaikyta komerciniam naudojimui. Mokslininkai ir toliau tyrinės tikslią fotoelektrinio efekto priežastį savo medžiagoje, siekdami ją pritaikyti masiniam naudojimui.

      Manoma, kad jų darbas gali prisidėti prie potencialios feroelektrinių medžiagų revoliucijos. Naujausias atradimas gali būti pritaikytas įvairiose srityse - panaudojamas tobulinant kompiuterio atmintį, kondensatorius ir kitus elektroninius prietaisus.

      Skaityti komentarus