Taani Niels Bohri Instituudi Nanoteaduse keskuse ning Šveitsi Lausanne’i Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne füüsikud näitasid, et üksik nanotraat võib päikesevalguse vihku kuni 15 korda tihedamaks fookustada. Üllatavate, teadusajakirjas Nature Photonics ilmunud tulemuste valguses on käiku lükatud uue põlvkonna päikesepaneeli arendamine.

Nanotraat-kristallidest päikesepaneel. Vasakul on skanneeriva-elektronmikroskoobi pilt ränisubstraadile kasvatatud GaAs (galliumarseniid) kristallstruktuurist. Keskmine, üksikut paneeliharjast kujutav pilt tehti läbivalgustava-elektronmikroskoopiaga. Skanneeriv-läbivalgustava-elektronmikroskoopia süvapilt, paremal, (STEM, Scanning Transmission Electron Microscope) näitab krstialli aatomstruktuuri.
Kopenhaageni Ülikooli Niels Bohri Instituudi PhD Peter Krogstrup on viimastel aastatel oma töörühma tähelepanu keskendanud nanotraat-kristallide hõlpsamale ning kvaliteetsemale valmistamisele. Silinderjas nanotraat on inimese juuksekarvast keskeltläbi 10000 korda peenem. Need pisitraadid on lisaks päikesepaneelidele ning laialdastele elektroonikarakendustele tunginud kvantarvutitegi maailma.
„Osutub, et nanotraadid on head optilised läätsed. Nanotraadi kristall saab interakteeruda valgusega, mille lainepikkus on traadi läbimõõdust väiksem. See tähendab, et traadi ümber ja sees saab tekitada valguse resonantsi. Resonants koondab valguse paneeli piirkonda, milles on võimalik senisest kõrgema efektiivsusega valgust elektriks muundada,“ selgitas Krogstrup.
Ühekordse siirde ja 1,34 eV laiuse keelutsooniga pooljuhtpaneeli teoreetiline Shockle-Queisser efektiivsuspiir on 33,7 %. Lõpmatu-kordse siirde efektiivsuspiir on 86 %. Nanotraatidega saab aga esimest, ühekordse siirde efektiivsuspiiri ületada.
„Teaduse teoreetilisi piire on põnev nihutada. Efektiivsuse tõstmine paari protsendi võrra ei kõla küll märkimisväärselt, ent päikesepaneelide arengus on see väga suur samm. Nanotraatidest päikesepaneele tootmiseni läheb veel mõned aastad aega,“ ütles Krogstrup.
Allikas: Phys.org
Leave a Reply