Barion Pixel

Villanyszerelők Lapja

Ultraibolya és infravörös sugárzással működő napelemek

2016. május 13. | Lantos Tivadar |  2900 |

Az alábbi tartalom archív, 8 éve frissült utoljára. A cikkben szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).

Egy háromrészes félvezető nanoszerkezettel sikerült bővíteni a kihasználható napfénytartományt. A manapság elterjedt – kristályos szilíciumból készült – napelemek csak durván a felét használják ki a napfény spektrumának. Néhány kínai tudósnak si...

Egy háromrészes félvezető nanoszerkezettel sikerült bővíteni a kihasználható napfénytartományt.

A manapság elterjedt – kristályos szilíciumból készült – napelemek csak durván a felét használják ki a napfény spektrumának. Néhány kínai tudósnak sikerült egy hatékonyabb módszert kifejlesztenie a napfény elektromos energiává alakításához: háromféle szulfid félvezető vegyületet kombináltak egy nanostrukturált hibrid rendszerré. Ez a rendszer a teljes fénytartományban érkező sugárzást képes energiává alakítani. Az újszerű fejlesztés nagy lépést jelent a hatékonyabb szolár berendezések felé vezető úton.

Manapság leginkább kristályos szilíciumból készítik a napelemeket, ami csak a napfény látható tartományát fedi le hatékonyan. Más félvezető anyagokkal további spektrumok érhetők el, azonban egy ideális fotocellának folyamatosan kéne tudnia begyűjteni és átalakítani a sugárzást az egész fénytartományon – az ultraibolyától az infravörösig. Kínában a Hefei Tudományos és Műszaki Egyetemen Shu-Hong Yu, Jun Jiang és munkatársaik egy olyan nanostrukturált félvezető rendszert fejlesztenek, amely hatékonyan nyeli el mind az ultraibolya, mind a látható, mind pedig az infravörös fényt. A három részből álló hibrid szerkezet cink-, kadmium- és réz-szulfidot tartalmaz. Egy parányi, strukturált pálcához hasonlít, amelyben a tiltott sávok szélességét úgy határozták meg, hogy a fény által létrehozott töltéshordozókat a lehető leghatékonyabban gyűjtse össze és vezesse tovább.

A cink-szulfid nanopálcát a tudósok – egy gyöngysor szemeihez hasonló elrendezésben – kadmium-szulfid bevonattal látták el. A cink-szulfid elnyeli az ultraibolya sugárzást, miközben a kadmium-szulfid a látható fény tartományát fedi le. A szerkezet harmadik komponense az infravörös fény elnyeléséért felelős. Erre a célra a kutatók réz-szulfid kristályokat választottak, ami a közeli infravörös sugárzás tartományában különleges abszorpciós tulajdonsággal rendelkezik, a felületi plazmon rezonancia jelenségét mutatja. A tudósok az eredmények értékelésekor kiemelték, hogy a nanopálca abszorpciója csaknem a teljes fényspektrumot lefedi.

A pálca teljesítményét Yu és munkatársai fotoelektrokémiai vízbontás segítségével tesztelték. Miközben a teljes fénytartományban megvilágították a szerkezetet, az elektródák fotoáramot fejlesztettek. Ezzel bizonyították fotovoltaikus rendszerük működőképességét. A projekt döntő fontosságú része volt az érzékeny kapcsolódási felületek pontos illesztése, amelyek a különböző félvezető struktúrákat kapcsolják össze, ezzel meghatározva a félvezető anyagok tiltott sáv szélességét. A kutatók kiemelték, hogy a réteges elrendezéssel nagyon hatékonyan el lehet választani egymástól a napsugárzás hatására létrejött elektronokat és lyukakat. Habár további vizsgálatok szükségesek, a rendszer eddig nagyon ígéretesnek tűnik.

 

A Villanyszerelők Lapja egy havi megjelenésű épületvillamossági szaklap, amely nyomtatott formában évente 10 alakommal jelenik meg. A VL elsődlegesen a villanyszereléssel, épületvillamossági kivitelezéssel foglalkozó szakembernek szól, de haszonnal olvashatják üzemeltetők, karbantartók, társasházkezelők és mindenki, aki érdeklődik a terület újdonságai, előírásai, problémái és megoldásai iránt.

A VL előfizetési díja egy évre 9950 Ft, amelyért 10 lapszámot küldünk postai úton. Emellett az előfizetőink pdf-ben is letölthetik a legfrissebb lapszámokat, illetve korlátlanul hozzáférhetnek a korábbi számok tartalmához is, így 20 évnyi tudásanyagot vehetnek bírtokba.

Érdekel az előfizetés →

Beleolvasok →