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.

05.12.2019Näppärä terahertsinen tekniikka
04.12.2019Palamattomia litium-akkuja
03.12.2019Bittejä ja simulointia atomien mittakaavassa
02.12.2019Metallijohde Cooperin pareilla
29.11.2019Plasmoniikan avulla edullinen monispektrikamera
28.11.2019Hiilinanoputket pääsevät vauhtiin
27.11.2019Löytö ferrosähköisissä tuplaa potentiaalin
26.11.2019Antenni lämpösäteilylle
25.11.2019Jatkuvuutta Mooren laille
22.11.2019Skyrmioneja huonelämpötilassa

Siirry arkistoon »