Artykuł na ten temat ukazał się w Science Advances i z pewnością wywoła zagorzałą dyskusję w środowisku. Najważniejsze aspekty związane z niesamowitością nowego materiału kwantowego odnoszą się do absorpcji fotowoltaicznej na poziomie 80% oraz zewnętrznej wydajności kwantowej dochodzącej do 190%.
Czytaj też: Ten raport ujawnia w jakim stanie jest polska fotowoltaika. Jeden region się wyróżnia
Sprawa jest głośna, choćby ze względu na fakt, iż mówimy o przeskoczeniu istotnej granicy. Wyznaczał ją teoretyczny limit ustanowiony na podstawie tzw. wydajności Shockleya-Queissera. Sęk w tym, iż wartość ta odnosiła się do ogniw słonecznych opartych na krzemie, w przypadku których górna granica wynosi 100%.
W świetle ostatnich ustaleń, które powoli można uznawać za przełomowe, naukowcy ze Stanów Zjednoczonych wykorzystali tzw. pośrednie stany pasmowe. Są one związane z konkretnymi poziomami energii w strukturze elektronicznej materiału i są ustawione tak, aby konwersja energii zachodziła z jak najwyższą sprawnością.
Naukowcy szacują, że z wykorzystaniem testowanego przez nich materiału kwantowego wydajność fotowoltaiki mogłaby wynieść nawet 190%
Choć tradycyjne ogniwa posiadają limit wydajności Shockleya-Queissera wynoszący 100%, to w praktyce trudno jest im zbliżyć się do tej granicy. To ze względu na fakt, iż dochodzi do utraty energii w postaci ciepła oraz odbijanego od powierzchni światła. Materiał kwantowy testowany przez inżynierów z Leigh University wypełnia te luki, pochłaniające energię fotonów, która w klasycznych układach zostałaby stracona.
Sukces nie zostałby ogłoszony, gdyby nie wykorzystanie bardzo małych przerw między warstwami dwuwymiarowych materiałów. Nazywane lukami van der Waalsa, owe szczeliny zostały wypełnione miedzią umieszczoną między warstwami materiału złożonego z siarczku cyny i selenku germanu.
Czytaj też: Lewitacja w wydaniu, które zmieni przyszłość technologii. W jej uzyskaniu pomógł nowy materiał
Później przyszła pora na ocenę potencjału takiego podejścia. Naukowcy uznali, że testowany przez nich materiał kwantowy jak najbardziej mógłby nadać się do zastosowań fotowoltaicznych. I choć będzie potrzeba czasu i cierpliwości, aby wprowadzić takie rozwiązanie na rynek, to sami zainteresowani przekonują, że dysponują już całkiem zaawansowanymi narzędziami pozwalającymi na projektowanie materiału i ogniw słonecznych.
