Sportlaste puhul pole doping hea asi, kuid Florida Ülikooli füüsikaosakonna teadlaste sõnul on dopeering uute grafeenipõhiste fotoelementide väljatöötamisel võtmerollis, tänu millele saavutati ka uus efektiivsusrekord.
Grafeenipõhise fotoelemendi efektiivsuse võti seisneb lisandis.
Grafeenipõhised fotoelemendid on odavamate ning vastupidavate päikesepatareide valmistamisel energiatööstuse suureks lootuseks. Varasemad katsed grafeeni kasutada on andnud tulemuseks vaid kuni 2,9 protsendilise energiamuundamisefektiivsuse. Florida Ülikooli teadlasterühmal õnnestus aga saavutada rekordiline 8,6 protsendiline efektiivsus, dopeerides selleks grafeeni trifluorometaansulfonüülamiidi efk TFSA-ga. Uurimuse tulemused avaldati teadusajakirjas Nano Letters, kirjutab ScienceDaily.com.
,,Lisand muudab grafeenkile paremini juhtivaks ning suurendab fotoelemendi sees oleva elektrivälja potentsiaali,” lausus Xiaochang Miao, üks uurimuses osalenud teadlasi. See muudab päikesevalguse elektriks muundamise efektiivsemaks. Erinevalt teistest varem järeleproovitud lisanditest on TSFA stabiilne, mistõttu selle mõju kestab pikalt.
Miao ja tema kolleegide valmistatud fotoelement näeb välja kui 5 mm küljepikkusega kandiline aken, mida ääristab kuldraam. Aken – grafeeni üksikkihiga kaetud räniplaat – ongi see, kus kogu protsess aset leiab.
Grafeeni ja räni kombineerimisel saadakse Schottky siire – elektronide ühesuunaline tänav, mis valgustamisel käitub terve hulga fotoelementide puhul kui energiamuundamise tsoon. Schottky siire saadakse, kui pooljuhi pind kaetakse metalliga. UF Nanoteaduste Instituudi uurijad avastasid aga 2011. aastal, et poolmetall grafeen oli siirdes metallile suurepäraseks asendajaks.
,,Erinevalt tavalistest metallidest on grafeen läbipaistev ja painduv, mistõttu on see suurepärane valmistamaks fotoelemente, mida saaks tulevikus kinnitada hoonete välispindadele ning teistele materjalidele,” sõnas Arthur Hebard, artikli kaasautor. ,,Fakt, et selle energiamuundamise omadusi saab nii lihtsalt ja odavalt parandada, on väga hea uudis.”
Kui grafeenipõhised fotoelemendid saavutavad 10 protsendilise energamuundamisefektiivsuse, oleks need odavate tootmiskulude juures turul suureks konkurendiks.
UF laboratooriumis valmistatud fotoelement ehitati jäigale ränist põhjale, mida ei peeta masstootmise jaoks ökonoomiliseks materjaliks. Hebard näeb suurt edu dopeeritud grafeeni kombineerimisel odavamate, paindlikemate polümeerlehtedega, mida hetkel üle kogu maailma välja töötatakse.