Znanstvenici sa sveu?ili�ta Stanford istra�ivanjem su dokazali da bi dodavanjem jednog sloja organskih molekula mogli pove?ati u?inkovitost solanih ?elija, te smanjiti cijenu tro�kova proizvodnje. Rezultati ovog istra�ivanja objavljeni su 7. velja?e na ACS Nano.

Prije dvije godine, Stacey Bent, profesorica kemijskog in�enjerstva prva se zainteresirala za ovu novu vrstu tehnologije koja koristi si?u�ne ?estice poluvodi?a, tzv. �kvantne to?ke� (quantum dots). Zbog mogu?nosti kori�tenja jednostavnih kemijskih reakcija, proizvodnja kvantnih solarnih ?elija jeftinija je od proizvodnje tradicionalnih ?elija, no u?inkovitost jo� uvijek zaostaje za tradicionalnim ?elijama.

Profesorica Bent nada se da bi kori�tenjem znanja iz kemije mogla pobolj�ati u?inkovitost kvantnih ?elija, te da bi tada ova tehnologija postala op?e prihva?ena i kori�tena. Svoje istra�ivanje Brent je prezentirala na godi�njem skupu ameri?ke udruge za napredak u znanosti, odr�anom 20. velja?e.

Kvantne ?elije mogle bi postati u?inkovitije od tradicionalnih, tvrdi Bent. Tradicionalne solarne ?elije, izra?ene od jednog materijala, zbog na?ina na koji rade imaju odre?eno ograni?enje, a to je maksimalna u?inkovitost od oko 31%. Kvantne solarne ?elije nemaju ovo ograni?enje, pa bi u teoriji mogle biti znatno u?inkovitije. Energetske razine elektrona u kvantnom poluvodi?u ovise o veli?ini - �to je manja kvantna to?ka, to je vi�e energije potrebno za prijenos elektrona.

Kvantne to?ke mogu se, mijenjanjem veli?ine, podesiti da apsorbiraju razli?ite valne duljine svjetlosti, �to zna?i da bi se za izgradnju slo�enijih solarnih ?elija mogle koristiti razli?ite veli?ine to?aka, omogu?avaju?i na taj na?in apsorpciju razli?itih valnih duljina svjetlosti.

Upravo zbog te prednosti Bent i njezini u?enici, sura?uju s Michaelom McGehee, izvanrednim profesorom sa Odjela znanosti materijala i in�enjerstva, kako bi istra�ili na?ine pobolj�anja u?inkovitosti kvantnih solarnih ?elija.

Istra�iva?i su presvukli poluvodi? od titan dioksida sa vrlo tankim slojem organskih molekula. Kvantne to?ke nalazile su se na su?elju ovog organskog sloja i na poluvodi?u. Kori�teno je nekoliko razli?itih organskih molekula kako bi se poku�alo saznati koje najvi�e pove?avaju u?inkovitost ?elija, no utvr?eno je da nije va�no o kojim se molekulama radi, nego je bilo dovoljno imati jedan organski sloj, debljine manje od nanometra, da bi se u?inkovitost utrostru?ila.

Istra�ivanjima je ustanovljeno da nije va�na priroda molekule, ve? njena du�ina. Molekule koje su preduge ne omogu?avaju interakciju kvantnih to?aka sa poluvodi?ima. Teorija profesorice Bent je da tanak organski sloj poma�e u odvajanju elektrona i �upljine, spre?avaju?i rekombinaciju i istro�enost. Grupa jo� mora optimizirati solarnu ?eliju, a trenutno su postigli u?inkovitost od oko 0,4%. Kada do kraja podese nekoliko preostalih aspekata ?elije, trostruki porast u?inkovitosti biti ?e jo� zna?ajniji.

Bent je izjavila da trenutno upotrebljavaju kvantne to?ke kadmij sulfida, koje nisu idealne za solarne ?elije, no grupa ?e poku�ati sa razli?itim materijalima. Poku�ati ?e koristiti i druge molekule za organski sloj, te ?e izmjeniti dizajn ?elije kako bi mogli apsorbirati jo� vi�e svjetlosti i proizvesti ve?i naboj. Nakon �to je prona�la na?in kako pove?ati u?inkovitost kvantnih solarnih ?elija, Bent se nada da ?e njihova niska cijena potaknuti �ire prihva?anje solarne energije.

�

Izvor: http://www.electroiq.com