Matapos ang anim na taon ng pag-develop, handa nang ilabas ang solar-powered EV ng Dutch tech startup na pinangalanang 'the 0.' Ipinagmamalaki ng makabagong sasakyang ito ang kakayahang tumagal nang ilang buwan nang hindi nangangailangan ng recharge, na nagtatakda ng isang bagong pamantayan para sa kahusayan sa transportasyong de-kuryente. 

Ang mga mananaliksik mula sa Lehigh University ay nakabuo ng isang bagong materyal na quantum na maaaring lubos na makapagpabago sa kahusayan ng mga solar panel. Ang makabagong materyal na ito, na pinagsasama ang tanso, germanium selenide (GeSe), at tin sulfide (SnS), ay nagpakita ng external quantum efficiency (EQE) na hanggang 190%. Ang bilang na ito ay lumalagpas sa mga kumbensyonal na limitasyon ng kahusayan, na nagmumungkahi ng isang pambihirang tagumpay na maaaring magbago sa paggamit ng solar energy harvesting.

Pag-unawa sa Pagsulong sa Kahusayan

Kino-convert ng mga solar cell ang sikat ng araw sa kuryente, at ang kanilang bisa ay sinusukat ng EQE, na tradisyonal na umaabot sa pinakamataas na 100%. Ang 100% na kahusayan na ito ay nangangahulugan na ang bawat photon ng liwanag ay bumubuo ng isang electron ng kuryente. Gayunpaman, ang bagong materyal na binuo sa Lehigh ay gumagamit ng isang mekanismo na kilala bilang multiple exciton generation (MEG), kung saan ang mga high-energy photon ay maaaring makagawa ng higit sa isang electron, kaya itinutulak ang kahusayan na lampas sa 100% na hadlang.

Ang nagpapaiba sa materyal na ito ay ang paggamit nito ng mga "intermediate band states" – mga partikular na antas ng enerhiya sa loob ng materyal na nagpapahusay sa kakayahan nitong i-convert ang enerhiya ng araw. Ang mga antas ng enerhiyang ito ay nasa tamang lugar upang magamit ang mga photon na masasayang ng mga kumbensyonal na solar cell. Ang materyal ay pumapasok sa mas malawak na saklaw ng solar spectrum sa pamamagitan ng pagsipsip ng karagdagang liwanag sa infrared at visible spectrums, sa gayon ay nagpapalakas sa pagbuo ng kuryente.

Ang Agham sa Likod ng Innovation

 
Eskematiko ng manipis na film solar cell na may CuxGeSe/SnS bilang aktibong layer. Kredito: Ekuma Lab / Lehigh University

Ang kahanga-hangang pagganap ng materyal ay nakaugat sa tumpak na manipulasyon sa istruktura sa antas ng molekula. Sa pamamagitan ng pagpasok ng mga atomo ng tanso sa mga patong ng GeSe at SnS, ang mga mananaliksik ay lumikha ng isang mahigpit na nakagapos, dalawang-dimensional na istraktura na nagbibigay-daan sa mga natatanging interaksyon ng photon sa materyal. Ang mga interaksyon na ito ay nangyayari sa loob ng mga puwang ng van der Waals—maliliit na espasyo sa pagitan ng mga patong ng materyal kung saan matatagpuan ang mga atomo ng tanso.

Sa pamamagitan ng malawakang mga simulasyon sa kompyuter at mga pamamaraang pang-eksperimento, nahasa ng pangkat ang isang pamamaraan na nagbibigay-daan para sa eksaktong pagkakalagay ng mga atomo ng tanso, na nagpapaliit sa mga hindi gustong epekto tulad ng clustering, na maaaring makakompromiso sa pagganap ng materyal.

Looking Ahead: Mga Hamon at Oportunidad

Ang pagbuo ng isang bagong quantum material na may hanggang 190% quantum efficiency ng mga mananaliksik sa Lehigh University ay maaaring makabuluhang magpaunlad sa transportasyong pinapagana ng solar, kabilang ang mga kotse, trak, at bus.

Ang makabagong materyal na ito, na may kakayahang mahusay na kumuha ng malawak na spectrum ng sikat ng araw, ay tumutugon sa kasalukuyang mga limitasyon ng mga sasakyang pinapagana ng solar sa pamamagitan ng pagbibigay ng sapat na enerhiya para sa mas mabibigat at malayuang paglalakbay nang hindi umaasa sa mga fossil fuel.

Ang pagsasama ng mga high-efficiency solar cell na ito sa mga disenyo ng sasakyan ay nag-aalok ng posibilidad na mabawasan nang malaki ang mga emisyon ng carbon, lalo na sa mga sasakyang ginagamit nang mabigat tulad ng mga bus at trak, kung saan ang mga gastos sa gasolina at epekto sa kapaligiran ay mga makabuluhang alalahanin.

Habang ang mga makabagong solar cell na ito ay lalong pinapaunlad para sa praktikal na paggamit, maaari nilang baguhin ang dinamika ng ekonomiya at kapaligiran sa buong mundo. Ang pagbabawas ng mga gastos sa pagpapatakbo ng sasakyan at mga emisyon ng carbon ay maaaring humantong sa malaking pagtitipid sa pananalapi at pinahusay na kalusugan ng publiko sa pamamagitan ng mas malinis na hangin.

Bukod dito, ang paglipat patungo sa mga sasakyang pinapagana ng solar ay magbabawas sa pandaigdigang pagdepende sa langis, magpapahusay sa geopolitical stability, at magsusulong ng paglikha ng trabaho sa mga sektor ng renewable energy. Ang pagbabagong ito ay kumakatawan sa isang mahalagang hakbang tungo sa napapanatiling pandaigdigang transportasyon, na naaayon sa mas malawak na mga layunin sa kapaligiran at magbubukas ng daan para sa isang mas malinis at mas napapanatiling kinabukasan.

Bagama't maganda ang mga resulta, may mga susunod pang hakbang bago i-komersyalisa ang materyal na ito. Ang pagsasama ng bagong quantum material na ito sa mga umiiral na sistema ng solar energy ay nangangailangan ng karagdagang pananaliksik at pag-unlad. Bagama't advanced, ang proseso ng produksyon ay kailangang palawakin para sa praktikal na aplikasyon sa industriya ng solar power.

Napakalawak ng mga potensyal na benepisyo ng teknolohiyang ito. Sa pamamagitan ng makabuluhang pagpapataas ng kahusayan ng mga solar cell, makakagawa tayo ng mga hakbang tungo sa mas napapanatiling mga solusyon sa enerhiya, na binabawasan ang ating pag-asa sa mga fossil fuel at binabawasan ang epekto sa kapaligiran ng produksyon ng enerhiya.

Ang gawain ni Propesor Chinedu Ekuma at ng kanyang pangkat sa Lehigh University ay kumakatawan sa isang mahalagang pagsulong sa larangan ng photovoltaics. Ang kanilang pag-unlad ay humahamon sa mga umiiral na limitasyon at nagbubukas ng mga bagong landas para sa kinabukasan ng renewable energy. Habang umuunlad ang teknolohiyang ito, maaari itong humantong sa mas abot-kaya at mahusay na mga sistema ng solar power, na ginagawang mas madaling ma-access ang solar energy sa buong mundo at nakakatulong upang mapanatili ang mga pandaigdigang pangangailangan sa enerhiya.

Tungkol sa Author

Robert Jennings ay ang co-publisher ng InnerSelf.com, isang platform na nakatuon sa pagbibigay kapangyarihan sa mga indibidwal at pagpapaunlad ng mas konektado, patas na mundo. Isang beterano ng US Marine Corps at ng US Army, si Robert ay kumukuha sa kanyang magkakaibang karanasan sa buhay, mula sa pagtatrabaho sa real estate at construction hanggang sa pagtatayo ng InnerSelf.com kasama ang kanyang asawang si Marie T. Russell, upang magdala ng praktikal, grounded na pananaw sa buhay. mga hamon. Itinatag noong 1996, nagbabahagi ang InnerSelf.com ng mga insight upang matulungan ang mga tao na gumawa ng matalino, makabuluhang mga pagpipilian para sa kanilang sarili at sa planeta. Mahigit 30 taon na ang lumipas, ang InnerSelf ay patuloy na nagbibigay inspirasyon sa kalinawan at pagbibigay-kapangyarihan.

 Creative Commons 4.0

Ang artikulong ito ay lisensyado sa ilalim ng Creative Commons Attribution-Share Alike 4.0 License. Ang katangian ng may-akda Robert Jennings, InnerSelf.com. I-link pabalik sa artikulo Ang artikulong ito ay orihinal na lumitaw sa InnerSelf.com