Το νέο αυτό υλικό είναι ευκολότερο στην παραγωγή, φθηνότερο στη συντήρηση, δεν απαιτεί πολύπλοκη συσκευασία και καταλαμβάνει πολύ λιγότερο χώρο από τις συμβατικές φωτοβολταϊκές κυψέλες πυριτίου.
Ένα επιστημονικό άλμα που μπορεί να μεταμορφώσει ριζικά τη βιομηχανία των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας έρχεται από τη Γερμανία.
Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο Martin Luther στο Halle-Wittenberg παρουσίασαν μια καινοτόμο μέθοδο που επιτρέπει την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας έως και 1000 φορές περισσότερο από το φως μέσω ενός επαναστατικού υλικού πάχους μόλις κλασμάτων μικρομέτρων.
Τι είναι αυτό το υλικό;
Στην «καρδιά» της τεχνολογίας βρίσκεται το τιτανικό βάριο (BaTiO₃) – ένα υλικό που ήδη έχει την ιδιότητα να μετατρέπει το φως σε ηλεκτρισμό, αλλά με σχετικά χαμηλή απόδοση.
Οι επιστήμονες ανέπτυξαν μια πιο εξελιγμένη δομή: τοποθέτησαν τον τιτανικό βαρίου ανάμεσα σε στρώσεις τιτανικού ασβεστίου και τιτανικού στροντίου.
Το αποτέλεσμα;
Ένα «κρυσταλλικό σάντουιτς» ικανό να παράγει 1000 φορές περισσότερο ρεύμα από τον καθαρό τιτανικό βαρίου ίδιου πάχους.
«Το κρίσιμο σημείο είναι η εναλλαγή ενός σιδηροηλεκτρικού με έναν παραηλεκτρικό υλικό.
Αν και οι παραηλεκτρικοί κανονικά δεν χωρίζουν ηλεκτρικά φορτία, υπό ορισμένες συνθήκες μπορούν να συμπεριφέρονται σαν σιδηροηλεκτρικοί», εξήγησε ο επικεφαλής της μελέτης, δρ Akash Bhatnagar.
Ποιο είναι το μυστικό;
Η καινοτομία κρύβεται στη σύζευξη των ιδιοτήτων των διαφορετικών στρώσεων.
Το «πάντρεμα» αυτό οδηγεί σε ενισχυμένη απορρόφηση φωτός, βελτιωμένη μεταφορά ηλεκτρικών φορτίων, και αυξημένη ευαισθησία στις φωτονικές διεγέρσεις.
«Η αλληλεπίδραση των κρυσταλλικών επιπέδων φαίνεται πως οδηγεί σε πολύ υψηλότερη διηλεκτρική διαπερατότητα — με άλλα λόγια, τα ηλεκτρόνια κινούνται πιο ελεύθερα υπό την επίδραση του φωτός», σημειώνει ο Bhatnagar.
Πώς κατασκευάστηκε;
Οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν ισχυρό λέιζερ για να εξατμίσουν τους κρυστάλλους και να τους εναποθέσουν σε στρώσεις πάχους περίπου 200 νανομέτρων.
Συνολικά η δομή αποτελείται από 500 στρώσεις.
Παρότι η ποσότητα του ενεργού υλικού ήταν μικρότερη, η τελική απόδοση ήταν εντυπωσιακά υψηλότερη και σταθερότερη, με τον φαινομενικό «υπερπολλαπλασιασμό ενέργειας» να διατηρείται σταθερά για έξι μήνες.
Γιατί αυτό αλλάζει τα δεδομένα;
Το νέο αυτό υλικό είναι ευκολότερο στην παραγωγή, φθηνότερο στη συντήρηση, δεν απαιτεί πολύπλοκη συσκευασία και καταλαμβάνει πολύ λιγότερο χώρο από τις συμβατικές φωτοβολταϊκές κυψέλες πυριτίου.
Ιδανικό για αστικά περιβάλλοντα, όπου ο χώρος είναι περιορισμένος και πολύτιμος, το "κρυσταλλικό σάντουιτς" αυτό φαίνεται έτοιμο να σπάσει τη μονοτονία των panel στις στέγες και να εισβάλει δυναμικά στην πράσινη ενέργεια.
Παρότι η έρευνα βρίσκεται ακόμη σε εξέλιξη, ένα πράγμα είναι σαφές: ο συνδυασμός έξυπνου σχεδιασμού και κρυσταλλικής μηχανικής ανοίγει τον δρόμο για επανάσταση στην παραγωγή ενέργειας από το φως.
Πηγή: www.bankingnews.gr
