Jedan od glavnih razloga zašto solarne ćelije nisu više efikasnije u pretvaranju svetlosne energije u električnu energiju jeste zato što se mnogo te sunčeve svetlosti reflektuje od ćelije, ili ne može biti u potpunosti apsorbovana od strane nje. Novi materijal u obliku sendviča, stvoren od strane istraživača sa Univerziteta Prinston (Princeton University), međutim navodno može da dramatično reši taj problem - minimiziranjem refleksije i povećanjem apsorpcije, on navodno povećava efikasnost organskih solarnih ćelija za 175 odsto.
|
|
|
Poređenje reflektovane sunčeve svetlosti kod konvencijalnih organskih solarnih ćelija i onih od PlaCSH-a |
Razvijen od strane tima na čelu sa profesorom Stivenom Čouom (Stephen Chou) elektro inženjerom, materijal je poznat kao "plazmonična šupljina sa nizom rupa podtalasne dužine" (plasmonic cavity with subwavelength hole array) ili PlaCSH.
Sastoji se od pet veoma tankih slojeva. Na vrhu je "prozorski sloj" kroz koji sunčeva svetlost prvo prolazi. Napravljen je od izuzetno fine metalne mrežice čiji se prečnik i razmak rupa meri u nanometrima. Sledeći je sloj providne plastike, a zatim sloj poluprovodnog materijala - iako je profesor Čou koristi plastične poluprovodnike, drugi materijali se mogu koristiti. Ovo je praćeno slojem titanujum oksida, sa slojem aluminijumskog kućišta na dnu gomile.
|
|
|
Pet slojeva PlaCSH materijala |
Kombinovana debljina svih pet slojeva je samo 230 nanometara. Ova distanca, zajedno sa razmakom i prečnikom rupa u mreži, je kraća od talasne dužine same sunčeve svetlosti. Prema profesoru Čou, upravo je ova osobina ta koja dozvoljava da se samo četiri odsto svetlosti reflektuje, a da se 96% apsorbuje.
Kada je u pitanju pretvaranje direktne sunčeve svetlosti u električnu energiju, to se prenosi u povećanje za 52 odsto u efikasnoti u odnosu na konvencijalne organske solarne ćelije. PlaCHS je takođe superioran u zarobljavanju sunčeve svetlosti koja dolazi pod strmim uglom. Ovo povećava njegovu efikasnost za dodatnih 81 odsto, što u kombinaciji sa drugim faktorima dovodi do ukupnog procenta poboljšanja efikasnosti od 175 odsto.
|
|
|
Nano metalna mreža koja čini gornji sloj PlaCSH materijala |
PlaCSH bi navodno mogao biti isplativo proizveden u velikim listovima. Pored pružanja veće efikasnosti, materijal može takođe zameniti skupe indijum-kalaj-oksid (ITO) elektrode u konvencijalnim organskim solarnim ćelijama, smanjujući im cenu. Pošto je PlaCSH više fleksibilniji nego ITO, takođe bi to učinilo ćelije manje krhkim.
Iako Čouovo istraživanje o upotrebi PlaCSH kod neorganskih solarnih ćelija nije još uvek potpuno, on smatra da bi materijal takođe omogućio da postignu znatno veću efikasnost. Pored toga, jer on navodno može da smanji debljinu silikonskih poluprovodnika u takvim ćelijama za hiljadu puta, trebalo bi da ih učini jeftinijim i fleksibilnijim.
