Naučnici su otkrili materijal za solarne ćelije koji je znatno čvršći od trenutnih i veoma je delotvoran u proizvodnji električne energije, bez obzira na temperaturu.
Većina solarnih ćelija koje se danas koriste su na bazi silicijuma, no njihov učinak je ograničen. Ta činjenica dovoljan je razlog zbog kojeg se traga za novim materijalima. Čini se da su istraživači pronašli jedan takav materijal ili, bolje rečeno, dobitnu kombinaciju materijala u obliku jedinjenja feroelektričnih i paraelektričnih materijala. Naučnici sa Univerziteta Martin Luter (MLU) u Hale-Vitenbergu otkrili su da mogu povećati iskoristivost feroelektričnih materijala tako što ih kombinuju s još dva paraelektrična materijala.Feroelektričan znači da materijal ima prostorno odvojene pozitivne i negativne naboje. Odvajanje naboja dovodi do asimetrične strukture koja omogućava proizvodnju električne energije iz svetlosti, objašnjava fizičar dr Akaš Batnagar.
Za razliku od silicijuma, feroelektrični ne iziskuju pozitivno i negativno dopirane slojeve da bi stvorili fotovoltni učinak. To znači jednostavniju proizvodnju samih solarnih panela.Ipak, materijal koji je izazvao zanimanje naučnika, barijum titanat, zapravo ne upija toliko sunčeve svetlosti i ne stvara veliku količinu električne energije. No, najnovije istraživanje pokazalo je da se kombinovanjem ekstremno tankih slojeva barijum titanata s paraelektričnim materijalima, stroncijum titanatom i kalcijum titanatom, uvelike povećava količine proizvedene energije.
Važna je da se feroelektrični materijal slaže u sendvič s paraelektričnim materijalom. Iako potonji nema odvojene naboje, on može postati fotoelektričan pod određenim uslovima, primerice na niskim temperaturama ili kad je njegova hemijska struktura neznatno modifikovana. „Umetnuli smo barijum titanat između stroncijum titanata i kalcijum titanata. To smo postigli isparavanjem kristala pomoću snažnog lasera i njihovim ponovnim nanošenjem na podloge nosača. Na taj način smo stvorili materijal od 500 slojeva debljine 200 nanometara, kaže Jaseul Jun s MLU-a i autor studije.
U fotoelektričnim merenjima novi materijal ozračen je laserskim svetlom, a rezultat je zapanjio i same naučnike. U poređenju s čistim barijum titanatom slične debljine, tok struje u novom kompozitu bio je i do 1.000 puta jači.Međudelovanje tih slojeva dovelo je da se elektroni kreću znatno lakše nakon pobuđivanja pomoću fotona.Merenja su pokazala da je taj učinakveoma veliki i da ostaje gotovo konstantan i tokom šest meseci.
Biće potrebno još istraživanja da bi se otkrilo šta točno izaziva tako delotvoran fotoelektrični učinak, a Batnagar veruje da njihov koncept ima tržišnu budućnost i moguću aplikaciju u solarnim panelima.Ta slojevita struktura pokazuje veću proizvodnju energije na svim temperaturama za razliku od čistih feroelektričnih materijala. Kristali su isto tako znatno izdržljiviji i ne zahtevaju posebno pakovanje.
(Izvor Zimo)
