Shkencëtarët e Laboratorit për Nanofotonikë (LANP) nga Universiteti Rice kanë krijuar një metodë që do t’u mundësonte inxhinierëve të ndërtojnë panele diellore me rendiment më të lartë. Studimi është kryer nga doktoranti Bob Zheng, i cili punon me drejtoreshën e LANP, Naomi Halas, dhe kërkuesi postdoktoral Alejandro Manjavacas dhe është botuar në Nature Communications.
Analiza teorike inovative dhe vëzhgimet eksperimentale të përdorura kanë sjellë tek metoda që premton panele diellore me efikase dhe me çmim më të ulët. Panelet diellore ekzistuese përdorin gjysmëpërçues të përbërë nga elementë të shtrenjtë dhe të rrallë si galiumi (Ga) dhe indiumi (In). Metoda e paraqitur nga LANP përdorë gjysmëpërçues të lirë siç janë oksidet e metaleve në kombinim me nanostruktura plazmonike me rendiment të lartë të cilat mbledhin dritën. Përveç të qenit më të lira, karakteristikat optike të nanostrukturave plazmonike mund të kontrollohen nga prodhuesit. Kjo gjë do të bënte që ato të mund të konstruktoheshin në mënyrë të tillë që të mbledhin dritë nga i gjithë spektri diellor.
Nanostrukturat në fjalë punojnë në mënyrë të tillë që kur mbi to bie drita, një numër elektronesh eksitohet në një nivel energjetik shumë të lartë. Për shkak të energjisë së lartë këto elektrone quhen “elektrone te nxehta”. Këto elektrone pastaj përdoren për të krijuar rrymë ose reaksione kimike të veçanta në sipërfaqet e metaleve.
Për të parë sjelljen e elektroneve te nxehta, Zheng krijoi dy mekanizma, ku te i pari nanoteli* plazmonik nga ari shtrihet direkt mbi shtresën gjysmëpërçuese të dioksidit te titaniumit, ndërsa te i dyti në mes tyre kishte një shtresë të hollë titaniumi të pastër. Mekanizmi i parë krijoi një strukturë mikroelektronike të quajtur barrierë Schottky, e cila i përzgjidhte elektronet në mënyrë të tillë që linte të kalojnë vetëm elektronet e nxehta. Kjo u lejoi shkencëtarëve të studionin më thellësisht sjelljen e elektroneve te nxehta. Për pasojë ata nuk kishin problemet që janë lidhur më parë me përdorimin e plazmonikës për panelet diellore, pasi që kuptimi i funksionimit të mekanizmit ishte më i plotë.
*nanoteli është tel me përmasa nanometrike, ku një nanometër është i barabartë me një të njëmiliontën e milimetrit.
Burimet:
Analiza teorike inovative dhe vëzhgimet eksperimentale të përdorura kanë sjellë tek metoda që premton panele diellore me efikase dhe me çmim më të ulët. Panelet diellore ekzistuese përdorin gjysmëpërçues të përbërë nga elementë të shtrenjtë dhe të rrallë si galiumi (Ga) dhe indiumi (In). Metoda e paraqitur nga LANP përdorë gjysmëpërçues të lirë siç janë oksidet e metaleve në kombinim me nanostruktura plazmonike me rendiment të lartë të cilat mbledhin dritën. Përveç të qenit më të lira, karakteristikat optike të nanostrukturave plazmonike mund të kontrollohen nga prodhuesit. Kjo gjë do të bënte që ato të mund të konstruktoheshin në mënyrë të tillë që të mbledhin dritë nga i gjithë spektri diellor.
Nanostrukturat në fjalë punojnë në mënyrë të tillë që kur mbi to bie drita, një numër elektronesh eksitohet në një nivel energjetik shumë të lartë. Për shkak të energjisë së lartë këto elektrone quhen “elektrone te nxehta”. Këto elektrone pastaj përdoren për të krijuar rrymë ose reaksione kimike të veçanta në sipërfaqet e metaleve.
Për të parë sjelljen e elektroneve te nxehta, Zheng krijoi dy mekanizma, ku te i pari nanoteli* plazmonik nga ari shtrihet direkt mbi shtresën gjysmëpërçuese të dioksidit te titaniumit, ndërsa te i dyti në mes tyre kishte një shtresë të hollë titaniumi të pastër. Mekanizmi i parë krijoi një strukturë mikroelektronike të quajtur barrierë Schottky, e cila i përzgjidhte elektronet në mënyrë të tillë që linte të kalojnë vetëm elektronet e nxehta. Kjo u lejoi shkencëtarëve të studionin më thellësisht sjelljen e elektroneve te nxehta. Për pasojë ata nuk kishin problemet që janë lidhur më parë me përdorimin e plazmonikës për panelet diellore, pasi që kuptimi i funksionimit të mekanizmit ishte më i plotë.
*nanoteli është tel me përmasa nanometrike, ku një nanometër është i barabartë me një të njëmiliontën e milimetrit.
Burimet: