Nový objav by mohol mať zásadný dopad na účinnosť solárnej fotovoltiky

Vedci z amerického Námorného výskumného laboratória potvrdili, že existuje nová trieda polovodičových nanokryštálov, ktoré by mohli zvýšiť účinnosť zariadení, ako sú svetelné diódy (LED) a fotovoltické články pohlcujúce svetlo. Najslabším článkom takýchto zariadení sú takzvané temné excitóny, ktoré spomaľujú optoelektronické zariadenia.

Excitóny sú kvázi častice, ktoré sú pevne viazanými pármi elektrón-diera, ktoré vznikajú, keď je elektrón „excitovaný“ do stavu s vyššou energiou, zvyčajne absorpciou fotónu. Bežne ich možno nájsť v nanokryštalických štruktúrach. Svetlé verzie excitónov sú relatívne chvíľkové a interagujú so svetlom, zatiaľ čo tmavé excitóny sú vo všeobecnosti nízkoenergetické a slabo vyžarujúce, preto sa nazývajú „temné“. Spomaľujú emisie svetla, čo obmedzuje výkon nanokryštálových zariadení vrátane laserov a LED.

Vedci sa preto rozhodli nájsť nové materiály, v ktorých je usporiadanie excitónov inverzné, takže excitón s najnižšou energiou je jasný. Vyhľadávaním v databázach materiálov s otvorenými zdrojmi napokon získali 28 kandidátov na nanomateriály s jasnými excitónmi, uviedli výskumníci vo svojom vyhlásení. Tieto výsledky by mohli byť podnetom na ďalšie skúmanie nanoštruktúr, čo je oblasť, ktorá bola dlho na mŕtvom bode. Zistenia by mohli mať rozsiahle dôsledky na účinnosť solárnej fotovoltiky.

Okrem toho by mohli pomôcť pri vývoji lepších LED diód, ktoré pri použití v žiarovkách spotrebujú až o 90 % menej energie a vydržia o 25 % dlhšie ako ich predchodkyne. Vedci identifikovali niekoľko materiálov s jasnými excitónmi, ktoré môžu vyžarovať svetlo v širokom spektre – od infračerveného až po ultrafialové. Vďaka tejto všestrannosti sú veľmi užitočné pre optoelektronické aplikácie.  

Zdroj: thecooldown.com.

^{_{Zdroj Foto: freepik.com.}}