Tehokkaampia ledejä ja aurinkokennoja

Florida State Universityn tutkijat ovat äskettäin kehittäneet uudentyyppisen lediratkaisun sekä vedättäneet aurinkokennon hyötysuhdetta aina 45 prosenttiin.

Perovskiittiä on pidetty lupaavana materiaalina rakentaa ledejä mutta Floridan tutkijoiden mukaan suorituskyky ei ole ollut materiaalin potentiaalien tasolla. He ovatkin tutkineet orgaanis-epäorgaanista hybridiä (organometalli halidi perovskiitti).

Synteettisen kemian hienosäädön ja rakennesuunnittelun myötä tutkijat loivat ledin, joka toimi odotettua paremmin. Materiaali hehkui poikkeuksellisen kirkkaasti. Luminenssiksi mitattiin noin 10 000 kandelaa per neliömetri.

Ledi oli myös nopea ja helppo valmistaa. Tavanomainen hybridi perovskiitti on yleensä epävakaa ympäristön kosteudelle, mutta sopivan pintakemian avulla nämä nanorakenteiset perovskiitit osoittivat hyvää vakautta.

Hyvä vakaus keventää myös valmistukseen liittyviä vaatimuksia. Tutkijoiden mukaan tämä uudenlainen lediratkaisu voisi johtaa halvempiin, kirkkaampiin ja massatuotettaviin valoihin ja näyttöihin tulevaisuudessa.

Toisessa tutkijaryhmässä kehitettiin uusi menetelmä luoda aurinkokennojen valon keruuta tehostava suodatinratkaisu.

Aiemmin tutkijat ovat sijoittaneet ylimääräisen fotoneja ylösmuuntavan suodattimen kennon eteen tai taakse. Sen tarkoitus on kerätä vähäenergisempää, käyttämättä jäävää valoa ja muuntaa se käyttökelpoiseksi, suurempienergisemmäksi valoksi.

Nyt tukijat liittivät sen suoraan itse kennoon. He hyödynsivät molekyylirakenteiden itsekokoavuutta. Liuosmenettelyn avulla he saivat kaksi molekyyliä, vastaanottajan ja herkistäjän, asentumaan kennon pinnalle.

Yhdessä nämä molekyylit suorittivat fotonin ylösmuunnoksen, yhdistämällä kaksi vähäenergistä vihreää fotonia, tuottamaan suurienergisemmän, sinisen fotonin, joka voidaan sitten ottaa sähköntuotantoon.

Tutkijat kasvattivat menetelmällään koekennonsa maksimitehokkuutta 33 prosentista 45 prosenttiin ja he uskovat, että menetelmällä voidaan tuottaa jopa parempia arvoja tulevaisuudessa.