Japonijos mokslininkai sugebėjo pasiekti saulės elementų efektyvumą, viršijantį 100%, naudodami naują molekulinę sistemą, kuri leidžia dauginti energiją iš saulės šviesos. Šis pasiekimas gali ženkliai išplėsti saulės technologijų galimybes ateityje.
Naujas proveržis saulės energijos srityje
Siekdami sumažinti priklausomybę nuo iškastinio kuro ir kovoti su klimato kaita, mokslininkai visame pasaulyje ieško būdų, kaip pagerinti saulės energijos naudojimą. Saulė kasdien teikia didžiulį energijos kiekį, tačiau dabartiniai saulės elementai efektyviai panaudoja tik nedidelę šios energijos dalį. Ši riba, žinoma kaip Šoklio-Kveizerio limitas, jau seniai buvo laikoma didžiausiu iššūkiu.
Kaip veikia saulės elementai ir kur prarandama energija
Saulės elementai gamina elektrą, kai saulės šviesos fotonai pataiko į puslaidininkį ir perduoda energiją elektronams, kurie ima judėti, sukeldami elektros srovę. Tačiau ne visi fotonai yra vienodai naudingi. Mažos energijos infraraudonieji fotonai neturi pakankamai energijos elektronams aktyvuoti, o didelės energijos fotonai, tokie kaip mėlyna šviesa, praranda savo papildomą energiją kaip šilumą.
Singletinė dalijimosi technologija
Japonijos Kyushu universiteto mokslininkai kartu su Vokietijos Johannes Gutenberg universiteto tyrėjais sukūrė naują metodą, leidžiantį įveikti šią ribą. Jie naudojo molibdeno pagrindu sukurtą „spin-flip“ emiterį, kuris leidžia sugauti papildomą energiją, generuojamą per singletinį skilimą. Tai leido pasiekti apie 130% energijos konversijos efektyvumą.
Ateities perspektyvos
Šis tyrimas atveria naujas galimybes saulės technologijų plėtrai, nors šiuo metu tai yra tik koncepcijos įrodymas. Mokslininkai siekia integruoti šias medžiagas į kietojo kūno sistemas, kad pagerintų energijos perdavimą ir priartėtų prie praktinio saulės elementų taikymo.
Šio tyrimo rezultatai gali paskatinti tolesnius tyrimus, derinant singletinį skilimą ir metalinius kompleksus, turinčius potencialą ne tik saulės energijoje, bet ir LED bei kylančiose kvantinėse technologijose.
