MIT:n tutkijoiden johdolla on osoitettu menetelmä, jolla saadaan korkean energian fotoneja iskemään piistä liikkeelle kaksi elektronia nykyisen saatavan yhden sijasta. Näin avautuisi ovi uudentyyppiselle aurinkokennolle, jolla on suurempi tehokkuus kuin on ajateltu olevan mahdollista.
Menetelmä kahden elektronin keräämiseksi kustakin fotonista voisi rikkoa teoreettisen aurinkokennojen tehokkuusrajan. Tavanomaisilla piikennoilla on absoluuttinen teoreettinen maksimaalinen muuntotehokkuus noin 29,1 prosenttia.
Tekniikan perusidea on ollut tiedossa jo vuosikymmeniä ja sellainen on jo osoitettukin toimivan orgaanisessa aurinkokennossa. Mutta menetelmän toteuttaminen piiaurinkokennoon on ollut työn takana.
Avain yhden fotonin energian jakamiseksi kahteen elektroniin on mahdollista luokassa materiaaleja, joilla voi esiintyä eksitoneja. Pii ei ole tällainen materiaali.
Nyt tehty tutkimus osoitti, että näiden energiansiirtojen avain on materiaalin pinnassa, ei kennon ns. bulkkimateriaalissa. Avain löytyi lopulta ohuesta piikennon ja tetraseenin välisestä rajapinnasta. Se toimii eräänlaisena siltana virittyneille tiloille, mikä edelleen mahdollistaa yksittäisien suurenergiset fotonien käynnistivät kahden elektronin vapautumisen piikennossa.
Tämä tuottaa kaksinkertaisen energiamäärän, joka on tuotettu tietyllä auringonvalon määrällä spektrin sinisellä ja vihreällä osalla. Kaiken kaikkiaan tämä voisi lisätä aurinkokennon tuottamaa tehoa teoreettisesta maksimista 29,1 prosentista noin 35 prosenttiin.
- Meidän on vielä optimoitava piikennoja tähän prosessiin sopiviksi. On myös tehtävä työtä kestävyyden parantamiseksi. Kaiken kaikkiaan kaupalliset sovellukset ovat luultavasti vielä muutaman vuoden päässä, kertovat tutkijat.
Veijo Hänninen
Nanobittejä 26.7.2019
Saksalaislähtöinen Ubitium on kehittänyt innovatiivisen prosessoriarkkitehtuurin, joka yhdistää eri suorittimien (CPU, GPU, DSP, FPGA) toiminnot yhteen siruun. Yrityksen mukaan tämä uusi RISC-V-arkkitehtuuriin perustuva ratkaisu mullistaa yli 50 vuotta vanhan suorittimien suunnittelun.
Moni uusi sähköauton omistaja kokee toimintasädeahdistusta. Tätä ongelmaa autonvalmistajat voivat helpottaa siirtymällä piipohjaista IGBT-piireissä piikarbidiopohjaisiin siruihin. auton vetoinvertterissä.
