.){kind=link}
Pensilvanijos universiteto mokslininkai saulės elementus kuria iš netipiškos medžiagos – įprastai dvimačių pereinamųjų metalų dikalkogenidų (DPM). Šios medžiagos turi palyginti mažą šviesos pavertimo elektra efektyvumą, tačiau jos yra šimtą kartų lengvesnės už šiuolaikines silicio fotoplokštes. Dėl vietos mažas svoris yra lemiamas pranašumas. Tačiau dar reikia nuveikti su skydais su DPM.
DPM plėvelės storis yra ne daugiau kaip keli atomai. Tai keliais dydžiais plonesnis nei silicio arba galio arsenido sluoksnis šiuolaikinėse nuotraukų plokštėse. Tai leis padaryti DPM saulės elementus šimtą ar daugiau kartų lengvesnius. Norint išplėsti žmogaus buvimą erdvėje – orbitoje, mėnulyje ir kitose planetose – iš Žemės gabenamų krovinių svoris bus labai svarbus. Ateis laikas, ir silicio kosminėje energetikoje teks atsisakyti. Ir tada, tyrėjai įsitikinę, ateis šviesių fotopanelių, pagamintų iš pereinamųjų metalų dikalkogenidų, aukso amžius.
Tačiau DPM medžiagos turi reikšmingą trūkumą. Visi iki šiol jų pagrindu sukurti fotoelementų pavyzdžiai parodė ne didesnį nei 5% efektyvumą. Pagal svorį jis vis tiek yra geresnis už silicį, tačiau idealiu atveju turi būti padidintas perspektyvios medžiagos efektyvumas, ką, pavyzdžiui, galima padaryti optimizuojant fotoelemento struktūrą. Būtent tai padarė mokslininkai iš Pensilvanijos universiteto ir sulaukė nemažos sėkmės – pasiūlė 12% efektyvumo DPM ląstelės struktūrą.
Reikėtų paaiškinti, kad nurodytas efektyvumas buvo pasiektas naudojant skaitmeninį fotoelemento modelį. Mokslininkai nusprendė pradėti ne nuo eksperimentų, o nuo modeliavimo, kuris turi tam tikrą prasmę – taip pigiau ir greičiau. Tačiau, remdamiesi skaitmeniniu modeliu ir sukurtais metodais, ekspertai įsitikinę, kad per ateinančius ketverius–penkerius metus jie arba jų kolegos galės pateikti fizinius saulės elementų pavyzdžius iš pereinamųjų metalų dikalkogenidų, kurių efektyvumas bus bent 10 %. .
Kūrimo paslaptis, apie kurią mokslininkai pasakojo naujausiame žurnalo „Įrenginys“ numeryje, slypi daugiasluoksnėje elemento struktūroje (filmas ant plėvelės, kai pradeda veikti daugkartiniai fotonų atspindžiai), taip pat elektrodų konstrukcijoje, kuri leidžia efektyviai valdyti eksitonus – pagrindinius aktyvius dvimačių DPM struktūrų elementus. Bet visa tai dar popieriuje. Laukiame praktinio įgyvendinimo.
Taip pat skaitykite: