強誘電体結晶は、1000 つの異なる材料を格子状に周期的に配置すると、光起電力効果を最大 XNUMX 倍まで高めることができます。マルティン・ルーサー大学ハレ・ヴィッテンベルク（MLU）による発見は、太陽電池の効率を劇的に向上させる可能性がある。
この発見はどこから来たのですか？
研究者らは現在、効率が限られているシリコンベースの太陽電池の代替材料の使用を検討している。これらの材料の 1 つは、 チタン酸バリウム、バリウムとチタンの混合酸化物であり、強誘電特性を持っています。 「これは、正電荷と負電荷が空間的に分離されていることを意味します」と博士は説明します。 アカシュ・バトナガル、MLU イノベーション コンピテンス SiLi-nano センターの物理学者。 「これにより、光から電気を生成できる非対称構造が生まれます。シリコンとは異なり、強誘電体結晶には誘電体結晶は必要ありません。 pn接合 太陽光発電効果を生み出します。これにより、ソーラーパネルの生産が容易になります。」
ニュースの核心はここにある?記事全体を「チタン酸バリウムは太陽電池の将来にとって最も興味深い選択肢である」と要約したくなるかもしれません。しかし、それだけではありません。純粋なチタン酸バリウムは太陽光をあまり吸収しないため、生成する光電流は比較的低くなります。ここで、ジャーナル「サイエンス・アドバンス」に掲載されたばかりのマルティン・ルーサーの研究が登場します（ここであなたにリンクします): 異なる材料の非常に薄い層の組み合わせが、太陽エネルギーの収量を大幅に増加させることを示しています。 研究者は、交互の結晶層を作成しました チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウム。
最適な結果を得るには、強誘電体と常誘電体を組み合わせる必要があります。 常誘電体は、通常は個別の電荷を持たない場合でも、非常に低い温度や化学組成のわずかな変化など、状況によっては強誘電体になることがあります。
アカシュ・バトナガル
ソーラーパネルは最大1000倍強力？
この新しい材料をレーザー光の照射下で光電測定したところ、驚くべき結果が得られました。主な光電成分であるバリウムのチタン酸塩の割合が低いにもかかわらず、電流の流れは、同様の厚さの純粋なチタン酸バリウムよりも最大 1.000 倍高かったのです。ほぼXNUMX分のXNUMXに減少しました。
このようにして得られたこの「格子」の層は、電子の伝導容量、つまり電子が容易に移動できる能力を大幅に高めるような方法で相互作用します。この効果は、光フォトンの励起のおかげで達成されました。測定結果は、この効果が長期間にわたって非常に安定しており、6 か月間その一貫性を維持していることも示しました。
そしていま？
層状構造で観察される独特の光電効果の原因を正確に理解するには、さらなる研究が必要です。しかし、バトナガー博士は、この新しいコンセプトによって実証された可能性は、今後のソーラーパネルに革命を起こすために使用できると確信しています。この層状構造は、純粋な強誘電体と比較して、すべての温度範囲で優れた性能を示します。さらに、使用されているクリスタルは耐久性が大幅に向上しており、特別なパッケージを必要としません。
もし確認されれば、この新しいシステムに基づいた新しい太陽電池の、太陽エネルギーを電気に変換する並外れた能力は、世界における真の革命となるでしょう。 PV、再生可能エネルギー全般。渡れるものは全部渡ろう！
