Valon pilkahduksia

17.11.2015

MIT-kerata-enemman-energiaa-fotoneista-250-t.jpgNäillä marraskuun pimeyksillä on julkaistu pari aurinkoenergian keruuseen liittyvää parannusehdotusta.

Uusin havainto on, että kvantti-ilmiöt kasvattavat varauksenkuljettajien määrää kun valon eri aallonpituiset fotonit iskevät metallipintaan, joka on päällystetty korkean indeksin oksidimateriaalilla.

Havainnoissaan tutkijat käyttivät hopeaa, joka on päällystetty oksidilla, joka muuntaa valoenergian rajapinnan atomien polarisaatioiksi. Kerroksen paksuutta vaihtelemalla saattoi säätää, kuinka paljon energiaa saapuvista fotoneista johtui tuottamaan elektronien ja aukkojen pareja metalliin.

"Tutkimuksemme osoittaa yllättävän seikan: näkyvän valon absorbtiota hallitsee suoraan se kuinka syvälle elektronit leviävät yli metallin ja eristeen rajapinnan. Vaikutuksen vahvuus riippuu suoraan materiaalin dielektrisyysvakiosta", toteaa tutkimukseen osallistunut MIT:n Nicholas Fang.

Aiemmissa tutkimuksissa tällaiset ilmiöt pistettiin materiaalivikojen piikkiin. Mutta nyt kokeilut toivat esiin odottamattomia kvantti-pohjaisia vaikutuksia selityksenä vahvalle vuorovaikutukselle.

Yalen yliopistossa toiminut tutkijaryhmä on puolestaan kehittänyt orgaanista aurinkokennoa tavalla, joka jäljittelee kasvisolun toimintoja.

Tutkijaryhmä on onnistunut kasvattamaan orgaanisten aurinkokennojen tehokkuutta sekoittamalla keskenään kahta polymeeriä, joihin he ovat onnistuneet saamaan toisiaan täydentäviä ominaisuuksia. Yhdessä nämä polymeerit voivat absorboida valoa paljon laajemmasta spektristä.

Tutkijat kehittivät kolmen komponentin aurinkokennoja, joissa on kaksi elektronien luovuttajaa ja yksi vastaanottaja. Normaalisti esimerkiksi polymeerit P3HT ja PTB7 ovat yleensä yhteistoimintaan sopimattomia mutta tutkijat onnistuivat sovittamaan niitä yhteen kahdella menetelmällä,

Förster resonanssi energian siirto (Förster resonance energy transfer, FRET) on mekanismi, jolla kaksi valoherkkää molekyyliä, tai kromoforia, välittävät energiaa. Prosessi on tuttu biologiassa mutta tutkijoiden mukaan täysi uutta polymeerisissä aurinkokennoissa.

Sen avulla saavutettiin nyt kuitenkin 8,2 prosenttinen muunnostehokkuus. Lisäksi tutkijat tekivät rakenteelle liuotinhöyryhehkutuksen (solvent vapor annealing), joka kasvatti edelleen tutkittujen aurinkokennojen tehokkuuden 8,7 prosenttiin.

26.06.2020Magnon-kytkin teollisesti hyödyllisillä ominaisuuksilla
25.06.2020Mikroaaltovahvistin joustavalle puukalvolle
24.06.2020Eksitoneja ja kvanttimateriaaleja
23.06.2020Anturien 3D-tulostus suoraan sydämeen
19.06.2020Tallennusta, logiikkaa ja skyrmioneja
18.06.2020Perusteita tehokkaammille akuille
17.06.2020Lomittaa molekyylejä ja atomeja
16.06.2020Intuitiivinen ohjelmointikieli kvanttitietokoneille
15.06.2020Kontakteja 2D-transistoreille
12.06.2020Molekyylit tarjoavat satakertaisen muistin

Siirry arkistoon »