MITeko zientzialariek siliziozko eguzki- zelulak sentsibilizatu dituzte singlete exiton fisio metodoaren bidez. Horri esker, eguzki- zelulen eraginkortasuna % 18tik % 35era handitu daiteke, eta, horrela, energia-irteera bikoiztu eta, ondorioz, eguzki-teknologiaren kostuak murriztu.
Ezinbestekoa bihurtzen ari da erregai fosilekiko dugun menpekotasuna murriztea eta etorkizun iraunkor baterako teknologiak eraikitzea. Eguzki-energia energia iturri berriztagarria da, non eguzkiaren argia energia elektriko bihurtzen den. Eguzki-zelulak silizioz eginda daude gehienbat, eta prozesu fotovoltaikoa erabiltzen dute eguzki-argia elektrizitate bihurtzeko. Zelula tandemak ere diseinatzen ari dira, eta, oro har, perovskita zelulak dituzte, non eguzki - zelulen atal bakoitzak eguzkiaren energia bere espektro anitzetik aprobetxa dezakeen eta, beraz, eraginkortasun handiagoa izan dezakeen. Gaur egun eskuragarri dauden eguzki-zelulak beren eraginkortasunak mugatzen ditu, % 15-22koa besterik ez dena.
Uztailaren 3an Nature aldizkarian argitaratutako ikerketa batek erakutsi du nola siliziozko eguzki- zelulen eraginkortasuna % 35era igo daitekeen singlete exiton fisio izeneko efektua aplikatuz. Efektu honetan, argi-partikula bakar batek (fotoi) bi elektroi-zulo bikote sor ditzake, bakarra izan beharrean. Exiton fisio bakarra material askotan ikusten da 1970eko hamarkadan aurkitu zenetik. Oraingo ikerketaren helburua efektu hau lehen aldiz eguzki- zelula bideragarri batean itzultzea izan da.
Ikertzaileek tetrazenoaren fisio-efektua duen material ezaguna den exiton bakarreko silizio kristalinora transferitu zuten. Tetrazeno material hau hidrokarburo organiko erdieroalea da. Transferentzia hafnio oxinitruro geruza mehe gehigarri bat (8 angstrom) jarriz lortu zen tetrazeno geruza exitonikoaren eta siliziozko eguzki- zelularen artean, eta biak akoplatuz.
Hafnio oxinitruro geruza txiki honek zubi gisa jardun zuen eta tetrazeno geruzan energia handiko fotoiak sortzea ahalbidetu zuen, eta horrek siliziozko zelulan bi elektroi askatzea eragin zuen, ohikoaren aldean. Siliziozko eguzki- zelulen sentsibilizazio honek termizazio-galerak murriztu zituen eta argiarekiko sentikortasun hobea ahalbidetu zuen. Eguzki - zelulen energia-irteera bikoiztu egin zen espektroaren zati berde eta urdinetatik irteera gehiago sortu ahala. Horrek eguzki- zelulen eraginkortasuna % 35eraino handitu dezake. Teknologia hau tandem eguzki-zeluletatik desberdintzen da, silizioari korronte gehiago gehitzen baitio zelula gehigarririk gehitu gabe.
Oraingo ikerketak frogatu du inprobisatutako singlete-fisio siliziozko eguzki-zelulak, eraginkortasun handiagoak izan ditzaketela eta, beraz, eguzki-teknologiaren energia sortzeko kostu orokorra murrizten dutenak.
***
{Jatorrizko ikerketa-lana irakur dezakezu behean aipatzen den DOI estekan aipaturiko iturrien zerrendan}
Iturria (k)
Einzinger, M. et al. 2019. Silizioaren sentsibilizazioa tetrazenoan singlete exiton fisioaren bidez. Nature. 571. https://doi.org/10.1038/s41586-019-1339-4
