Hybridit tehostavat aurinkokennoja

Cambridgen yliopiston tutkijajoukko on onnistuneesti kerännyt energiaa kolmikko eksitoneista siirtämällä sen orgaanisista epäorgaanisiin puolijohteisiin.

Esimerkiksi orgaanisessa pentacene puolijohteessa fotonin absorboituminen johtaa kahden elektronin muodostumiseen mutta ne eivät ole vapaita vaan sidoksissa "pimeässä" triplettieksitonin tilassa.

Tutkijoiden kehittämällä menetelmällä "pimeiden" spin-kolmikon eksitonit saadaan siirretyksi epäorgaaniseen lyijyselenidi nanokiteisiin noin 95 prosentin hyötysuhteella.

Siirron jälkeen triplettien elektroneja voidaan helposti kerätä. Temppu avaa tietä hybrideille aurinkokennoille, jotka voisivat ylittää nykyiset hyötysuhderajat. Toisaalta siirrettyjen eksitonien energiaa voi hyödyntää myös luminoivasti valoa säteilevissä rakenteissa.

Jatkossa ryhmä tutkii miten temppua voidaan laajentaa muihin orgaanisia/epäorgaanisia järjestelmiin ja tavoitteena on kehittää halpa orgaaninen pinnoite, joka voitaisiin käyttää piiaurinkokennojen hyötysuhteen parantamiseksi.

Buddhalaiset soivat kulhot

Tohtori Niraj Lal, Australian National Universitystä havaitsi tohtoritutkinnossaan Cambridgessä, että nanokokoiset versioit buddhalaisista soivista kulhoista resonoivat valoa samalla tavalla kuin ne toimivat äänen kanssa.

Nirajin kehittämät nanokokoiset ontelot manipuloivat valoa luomalla plasmonisen resonanssin. Se nelinkertaisti laboratorion orgaanisen aurinkokennon hyötysuhteen verrattuna vastaavaan tasaiseen kennoon. Amorfisisella ultraohuella piikennolla hyötysuhteen parannus oli 20 prosenttia.

Uusimmassa valon tarkkaan hallintaan liittyvässä työssään Niraj ja hänen tutkimusryhmänsä ovat osoittaneet, että ohutkalvoisista orgaanisesta perovskiitistä ja amorfisisesta piistä yhdistetyllä tasaisella aurinkopaneelilla voi saavuttaa yli 30 prosenttisen höytysuhteen.

Jatkossa Niraj ryhmineen aikoo selvittää mahdollisuutta parantaa edelleen hybridikennojensa tehokkuutta buddhalaisten resonanssionkaloiden avulla.

Aiheesta aiemmin:

Kuumia elektroneja ja jakautuneita eksitoneja