Miscellaneous

Metode Baru Secara Dramatis Dapat Meningkatkan Efisiensi Energi Surya

Metode Baru Secara Dramatis Dapat Meningkatkan Efisiensi Energi Surya


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Panel surya fotovoltaik dengan matahari terbenam di backgroundAndree_Nery / iStock

Sel surya berbasis silikon tradisional memiliki batas absolut untuk efisiensi keseluruhan - pada prinsipnya, satu foton cahaya seharusnya hanya dapat melepaskan satu elektron, bahkan jika foton tersebut membawa energi dua kali lipat yang diperlukan untuk melakukannya.

Sekarang, bagaimanapun, para peneliti telah mempresentasikan cara baru untuk membuat foton berenergi tinggi menabrak silikon untuk melumpuhkan dua elektron, bukan satu.

Temuan ini dipublikasikan di jurnal Alam, telah membuka jalan bagi bentuk tenaga surya baru yang secara dramatis lebih efisien.

TERKAIT: UEA MEMILIKI PROYEK TENAGA SURYA TERBESAR DI DUNIA

Membagi energi foton

Sel tenaga silikon konvensional memiliki efisiensi maksimum teoritis absolut sekitar 29,1 persen konversi energi matahari.

Pendekatan baru, yang telah dikembangkan selama beberapa tahun oleh para peneliti dari MIT dan organisasi lain, secara realistis dapat menembus batas tersebut.

Kunci untuk mendapatkan dua elektron dari satu foton berasal dari kelas material yang memiliki "keadaan tereksitasi" yang secara tepat disebut eksitasi, kata Marc Baldo, profesor teknik kelistrikan dan ilmu komputer pada proyek tersebut, dalam siaran pers.

Dalam eksiton, "paket energi ini merambat seperti elektron dalam rangkaian. Anda dapat menggunakannya untuk mengubah energi - Anda dapat memotongnya menjadi dua, Anda dapat menggabungkannya."

Para peneliti melakukan proses yang disebut fisi eksiton singlet, yang memungkinkan foton di bawah sinar matahari dipecah menjadi dua paket energi yang terpisah dan bergerak secara independen.

Pertama, material menyerap foton, membentuk eksiton yang dengan cepat mengalami fisi menjadi dua keadaan tereksitasi, masing-masing dengan setengah energi dari keadaan semula.

Pencapaian sebenarnya, bagaimanapun, adalah bahwa para ilmuwan kemudian dapat memasangkan energi itu ke dalam silikon, suatu bahan yang bukan eksitonik. Hal ini dimungkinkan oleh lapisan perantara tipis hafnium oxynitride, dengan ketebalan hanya beberapa atom, di permukaan silikon.

Lapisan hafnium oxynitride bertindak seperti "jembatan yang bagus" untuk keadaan tereksitasi, kata Baldo, memungkinkan foton berenergi tinggi untuk melepaskan dua elektron dalam sel silikon.

Mengoptimalkan sel silikon

Ini, secara teori, menghasilkan keluaran yang jauh lebih besar dari energi yang diterima dari sinar matahari. Itu merupakan peningkatan daya yang dihasilkan oleh sel surya dari maksimum teoritis 29,1 persen, hingga maksimum baru sekitar 35 persen.

Namun, satu langkah tersisa untuk para peneliti: "Kami masih perlu mengoptimalkan sel silikon untuk proses ini," kata Baldo.

Pekerjaan perlu dilakukan untuk menstabilkan baterai agar tahan lama dan mengoptimalkannya untuk metode baru, sehingga aplikasi komersial kemungkinan besar masih beberapa tahun lagi.

Meskipun demikian, pekerjaan mereka menunjukkan harapan besar dalam meningkatkan output energi matahari di masa depan.

Hasilnya dirilis kemarin di jurnalAlam, dalam makalah oleh mahasiswa pascasarjana Markus Einzinger, profesor kimia Moungi Bawendi, profesor teknik elektro dan ilmu komputer Marc Baldo, dan delapan lainnya di MIT dan di Universitas Princeton.


Tonton videonya: Panel Energi Surya Teknik Fotovoltaik Hadirkan Sumber Listrik Masa Depan yang Penuh Warna (Mungkin 2022).