Dodavanje trifluorommetansulfonil-amida (TFSA) grafenu (organski molekul) omogućio je istraživačima sa Univerziteta u Floridi (UF - University of Florida) da postave novi rekord efikasnosti za grafenske solarne ćelije. Iako je rekorna efikasnost od 8,6 posto veoma manja od efikasnosti drugih tipova solarnih ćelija, to je veliki napredak u odnosu na prethodne grafenske solarne ćelije koje su bile efikasne u rasponu do 2,9 posto. Razvoj pruža nadu za jeftinijim i trajnim grafenskim solarnim ćelijama u budućnosti.
Grafen je materijal budućnosti koji bi trebalo da zameni silikon i sve njegove uloge u elektronici. Dosta je efikasniji i produktivniji od njega i zato se radi na njegovom usavršavanju. Pojedinačni sloj atoma ugljenika, nazvan list grafena, je lagan, jak, električni poluprovodnik ali ga je jako teško napraviti. Grafen se često pominje kao potencijalna zamena za silikon u elektronici. To je materijal izuzetne snage, bez obzira na debljinu njegovog jednog lista atoma i mogućnosti električnih svojstava.
Prototip solarne ćelije stvorene u departmanu za fiziku Univerziteta u Floridi sastoji se od kvadrata (strana 5mm) krutog vafera silicijuma sa jednim slojem grafena koji je hemijski tretiran sa TFSA. Tamo gde se sastaju grafen i silicijum oni formiraju nešto što je poznato kao Šotki barijera (Schottky barrier) - barijera za elektrone u raskrsnici metalnih poluprovodnika koja deluje kao zona konverzije energije u solarnoj ćeliji kada se osvetli svetlom.
Iako se Šotki barijere obično formiraju kada se metal postavi na vrhu poluprovodnika, 2011. godine je otkriveno da je grafen, koji je polumetal, odgovarajući metalni supstitut u stvaranju raskrsnice. Prema doktorantu Ksaočang Miaou, dodavanje TFSA grafenu ga čini više provodljivim i povećava potencijal električnog polja unutar ćelije čineći ga više efikasnim u konverziji sunčeve svetlosti u elektricitet. TFSA je takođe više stabilan i njegovi efekti su mnogo dugotrajniji od drugih jedinjenja koji su dodavani u prošlosti.
Iako se rigidna silikonska baza za kreiranje prototipa grafenske solarne ćelije ne smatra ekonomskim materijalom za masovnu proizvodnju, Artur Hebard, istaknuti profesor fizike na Univerzitetu Floride, vidi mogućnost u korišćenu tretiranog grafena u kombinaciji sa manje skupim, više fleksibilnijim podlogama koje se trenutno razvijaju.
Istraživači veruju, ako se troškovi proizvodnje održe niskim, da će grafenske solarne ćelije biti održiv konkurent na tržištu ako postignu 10 posto efikasnoti konverzije energije.
Istraživački rad tima sa Univerziteta Floride je objavljen u internet izdanju časopisa Nano Letters.
Linkovi:
Povezani tekstovi sa portala Gradjevinarstvo.rs:
- Nova dimenzija za solarnu energiju
- Novi proizvodni proces može da smanji cenu solarnih ćelija za polovinu
- Proizvedena najefikasnija solarna ćelija
- Fotonaponske nanoljuske hvataju svetlost za efikasnije solarne ćelije
- Istraživači su razvili jeftinu "solarnu boju" jednostavnu za masovnu proizvodnju
- Nanoantene bi mogle da pomognu solarnim panelima da budu efikasniji
- Sistem na solarnu energiju kome nije potrebno Sunce
- Razvijena jeftina i stabilna tečna solarna ćelija
