Päikesevalguse «tume seisund» teeb päikesepatarei tõhusamaks
Toimetas Kärt Rebane Texase Ülikooli teadlased on leidnud mooduse, kuidas päikesepatareid tõhusamaks muuta. Päikeselt saadud energiasaaki on võimalik kahekordistada. Päikesevalguse footon toodab ka tumedat kvanti, millelt on omakorda võimalik kaks elektroni kätte saada.Texase Ülikooli keemiaprofessori Xiaoyang Zhu juhtimisel avastasid uurijad, et ühelt päikesevalguse footonilt saab kaks korda rohkem elektrone, kui kasutada orgaanilisest plastmassist pooljuhtmaterjali. "Plastmassist pooljuhtmaterjalidest päikesepatareidel on palju eelised, neist üks on madal hind," ütles Zhu. "Kui ühitada see molekuli disaini ja sünteesimise tohutute võimalustega, siis avab meie avastus ukse põnevale uuele lähenemisele päikesevalguse muundamisel. See võimaldab palju suuremat kasutegurit," rääkis Zhu.Tänapäeval on päikesepatarei maksimaalne teoreetiline tõhusus hinnanguliselt 31 protsenti, sest suur osa päikese valgusest, mis patareini jõuab, on liiga kõrge energiaga, et seda saaks elektri tootmiseks kasutada. See energia, mille moodustavad “tulised elektronid”, läheb hoopis kuumusena kaduma. Kui õnnestuks kätte saada ka need tulised elektronid, siis võiks päikeseenergia elektriks muundamine olla 66-protsendilise tõhususega.Zhu ja tema meeskond on varem näidanud, et kui kasutada pooljuht-nanokristalle, siis on võimalik need elektronid tabada. Selle uurimistöö avaldasid nad 2010. aastal ajakirjas Science, ent Zhu ütles, et selles uurimistöös kirjeldatud tehnoloogiat on väga raske ellu viia."Seda 66 protsenti on võimalik saavutada vaid siis, kui on kasutada väga tugev ja fokusseeritud päikesepaiste, mitte selline, mis tavaliselt päikesepaneelideni jõuab,"seletas Zhu.Zhu ja tema meeskond leidsid alternatiivi, kuidas sellest probleemist mööda minna. Nad avastasid, et footon toodab tumeda kvandi “varjuseisundi”, millest saab edukalt kätte kaks elektroni, millest omakorda saab pooljuht pentatseenis rohkem energiat toota.Zhu ütles, et sellist mehhanismi kasutades saab päikesepatarei tõhusust tõsta kuni 44 protsendini ilma, et peaks keskenduma vaid n-ö tugevale päikesevalgusele.Teadus, milles uurimistöö seisnes:  kui pentatseen pooljuht haarab 	endasse footoni, siis see tekitab ergastatud elektron-auk paari, 	mida nimetatakse eksitoniks eksiton on kvantmehaaniliselt seotud tumeda “varjuseisundiga”, mida nimetatakse 	multieksitoniks see tume varjuseisund võib olla 	kõige tõhusam kahe elektroni allikas mõne elektrone vastuvõtva 	materjali abil - kõnealuses uurimistöös kasutati fullereeni varjuseisundi kasutamine, et toota 	kaks korda rohkem elektrone, võib päikesepatarei tõhusust tõsta 	44 protsendini Vaata veel: Discovery of a 'dark state' could mean a brighter future for solar energy (Science Daily)
