Læs ud De bedste solceller lavet af krystallinsk silicium i dag leverer elektricitet med en effektivitet på omkring 30 procent. Tyske og australske fysikere har nu fundet en måde at øge dette udbytte med en tredjedel. Til dette formål er energien fra kun en lyspartikel, der skal distribueres til to fotoner. Indtil videre går en del af energien fra visse lyspartikler tabt i form af varme, denne overskydende energi kunne nu også bruges med en fotondeler til elproduktion, rapporterer forskerne i tidsskriftet "Journal of Applied Physics" (Vol 92, s. 1668). "En maksimal konverteringseffektivitet på 39, 63 procent kan opnås, " skriver Peter Würfel fra University of Karlsruhe og hans australske kolleger fra University of South Wales.

Solceller genererer elektricitet ved at "skyve" elektroner fra det indfaldende sollys ud af deres normale bane ind i det såkaldte ledningsbånd. For at overvinde dette båndgap skal fotonerne overføre en fast mængde energi til elektronerne. Dog har nogle lette partikler mindst dobbelt så meget energi, som faktisk er nødvendigt for dette elektronhopp. Hvis denne energi tidligere går tabt i form af varme, kan en opstrøms fotonsplitter overføre denne energi til to lette partikler. Begge fotoner kunne derefter begejstre elektroner og producere elektricitet over dem.

For at forvandle deres idé til en prototype foreslår forskere et yderligere lag aluminiumarsenid eller galliumphosphid. Anvendt på solcellen fanger dette materiale højenergifotoner. I dette tilfælde sættes elektroner i en ophidset tilstand i kort tid. Hvis de falder tilbage til deres oprindelige energiniveau over to niveauer, skal der oprettes to fotoner. Begge bærer derefter nok energi til at generere elektricitet i siliciumkrystallen.

Det bedste udbytte er teoretisk muligt, hvis denne fotonsplitter er placeret på bagsiden af ​​solcellen. En ulempe her er, at de fleste halvlederceller, sådanne højenergi-lyspartikler ikke kan flyve gennem uhindret. Visse "farvestof-sensibiliserede celler" tilbyder sig selv her som en løsning. Men selv hvis fotonsplitteren er placeret på fronten, kunne den aktuelle effektivitet øges til maksimalt 38, 6 procent. udstilling

Jan Oliver Löfken

© science.de

Anbefalet Redaktørens Valg