สารกึ่งตัวนำนาโนคริสตัลที่เรียกว่า เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานต่างๆ เช่น จอแสดงผลขนาดใหญ่และเซลล์แสงอาทิตย์ เนื่องจากประสิทธิภาพสูงและความบริสุทธิ์ของสี ข้อเสียเปรียบหลักคือความเป็นพิษ เนื่องจากแต่เดิมทำจากแคดเมียมหรือโลหะหนักอื่นๆ เช่น ตะกั่ว นักวิจัยจากห้องทดลองแห่งชาติลอสอาลามอสในสหรัฐอเมริกาได้ออกแบบเซลล์แสงอาทิตย์ QD ที่ปราศ
จากแคดเมียม
ซึ่งมีประสิทธิภาพทัดเทียมกับเซลล์แสงอาทิตย์ที่ไม่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม กุญแจสำคัญที่ทำให้อุปกรณ์ใหม่มีประสิทธิภาพสูงคือความทนทานต่อข้อบกพร่อง พวกเขากล่าว สามารถสังเคราะห์ CQDs ในสารละลายได้ ซึ่งหมายความว่าฟิล์มของนาโนคริสตัลเหล่านี้สามารถติดได้อย่างรวดเร็วและง่ายดาย
บนพื้นผิวหลายประเภทที่ยืดหยุ่นหรือแข็ง เช่นเดียวกับสีหรือหมึก นาโนคริสตัลที่เป็นเซมิคอนดักเตอร์ดังกล่าวเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการสร้างเซลล์แสงอาทิตย์อนินทรีย์ที่มีประสิทธิภาพสูงซึ่งเปล่งแสงผ่านกระบวนการที่เรียกว่าการรวมตัวกันอีกครั้งด้วยการแผ่รังสี ที่นี่ อิเล็กตรอนในแถบพลังงานเวเลนซี
ใน QD จะดูดซับโฟตอนและเคลื่อนไปยังแถบการนำไฟฟ้า ทิ้งตำแหน่งว่างอิเล็กตรอนหรือรูไว้เบื้องหลัง จากนั้นอิเล็กตรอนและโฮลที่ถูกกระตุ้นจะรวมตัวกันอีกครั้ง ปล่อยโฟตอนออกมา ข้อได้เปรียบของการใช้ CQDs เป็นวัสดุเซลล์แสงอาทิตย์ในเซลล์แสงอาทิตย์คือการดูดซับแสงในช่วงความยาวคลื่น
ของรังสีดวงอาทิตย์ในวงกว้าง นี่เป็นเพราะสามารถปรับช่องว่างแถบความถี่ของ CQD ได้ในช่วงพลังงานขนาดใหญ่โดยเพียงแค่เปลี่ยนขนาดของผลึกนาโน คุณสมบัติที่ปรับขนาดได้ดังกล่าวช่วยให้ประสิทธิภาพของ QD เหล่านี้เข้าใกล้เซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบางแบบดั้งเดิมอย่างรวดเร็ว
ปราศจากธาตุที่เป็นพิษ ทีมนักวิจัยที่ได้พัฒนาเซลล์แสงอาทิตย์ QD ประสิทธิภาพสูงที่ปราศจากองค์ประกอบที่เป็นพิษ พวกเขาสร้างอุปกรณ์ใหม่โดยทำปฏิกิริยากับทองแดง อินเดียม และซีลีเนียม จากนั้นเพิ่มสังกะสีลงในส่วนผสมเพื่อผลิต QD ที่เจือด้วยสังกะสี จากนั้นจึงรวม QD เหล่านี้ไว้
ในช่องว่าง
ของฟิล์มไททาเนียมไดออกไซด์ (TiO 2 ) ที่มีรูพรุนสูง ซึ่งทำหน้าที่เป็นอิเล็กโทรดเก็บประจุ อิเล็กโทรดถูกแช่อยู่ในอิเล็กโทรไลต์ Na 2 S เมื่อ QD ในอุปกรณ์ดูดซับโฟตอนที่เข้ามาจากแสงแดด อิเล็กตรอนที่มีพันธะแน่นในแถบวาเลนซ์จะตื่นเต้นกลายเป็นแถบการนำไฟฟ้าที่มีความคล่องตัวสูง
อิเล็กตรอนเหล่านี้จะย้ายไปยังขั้วไฟฟ้า TiO 2 ในภายหลัง ทำให้เกิดกระแสในกระบวนการ นักวิจัยกล่าวว่าพวกเขา “ประหลาดใจอย่างมาก” กับผลลัพธ์ของการวัดเซลล์แสงอาทิตย์และสเปกโทรสโกปีบนอุปกรณ์ใหม่ เนื่องจาก QDs ของพวกมันมีองค์ประกอบที่ซับซ้อนมาก
สี่องค์ประกอบรวมกันเป็นอนุภาคขนาดนาโนเดียวกัน พวกมันมีแนวโน้มที่จะเกิดข้อบกพร่อง อธิบาย ข้อบกพร่องเหล่านี้ทำหน้าที่เป็นกับดักที่อิเล็กตรอนติดอยู่ ซึ่งหมายความว่าอิเล็กตรอนและโฮลมีเวลาที่จะรวมตัวกันใหม่แทนที่จะถูกแยกออกจากกันเพื่อสร้างกระแสที่เป็นประโยชน์
“อย่างไรก็ตาม แม้จะมีความไม่สมบูรณ์เหล่านี้ แต่ ก็แสดงให้เห็นประสิทธิภาพที่เกือบจะสมบูรณ์แบบในเซลล์แสงอาทิตย์ใหม่” “ต่อ 100 โฟตอนที่ถูกดูดกลืน เราตรวจพบอิเล็กตรอนที่สร้างด้วยแสงได้ 85 ตัว ซึ่งหมายความว่าประสิทธิภาพการแปลงโฟตอนเป็นอิเล็กตรอนคือ 85%”
ที่มีข้อบกพร่องเป็นสื่อกลางตามที่ทีมงาน ซึ่งรายงานการทำงานของพวกเขาข้อบกพร่องในวัสดุของพวกเขาจริง ๆ แล้วช่วยกระบวนการแปลงภาพถ่ายไปพร้อม ๆ กันแทนที่จะขัดขวาง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ประสิทธิภาพของแผงโซลาร์เซลล์สูงของวัสดุเกิดจากกลไกเฉพาะที่เกี่ยวข้องกับข้อบกพร่อง
ภายใน
ช่องว่างสองประเภท พวกเขาอธิบาย ตัวแรกซึ่งระบุว่าเป็นกับดักอิเล็กตรอนที่พื้นผิวตื้น ช่วยเพิ่มการถ่ายโอนอิเล็กตรอนระหว่าง อิเล็กโทรดQDs และ TiO 2 ประการที่สองซึ่งระบุว่าเป็นข้อบกพร่องในการดักจับรู Cu 1+ช่วยถ่ายโอนรูระหว่าง QD และอิเล็กโทรไลต์
ข้อสันนิษฐานดั้งเดิมที่ว่าข้อบกพร่องของพื้นผิวมักจะเป็นอันตราย ดังนั้นจึงดูเหมือนจะไม่เป็นจริงสำหรับ พวกเขากล่าว โครงสร้างอาจปกป้องอิเล็กตรอนและรูจากการรวมตัวกันที่ไม่ต้องการด้วยซ้ำ นี่หมายความว่ากับดักพื้นผิวถูกเชื่อมต่อทางอิเล็กทรอนิกส์กับอิเล็กโทรด TiO 2และที่สำคัญ
พลังงานของกับดักเหล่านี้สูงพอที่อิเล็กตรอนจะถ่ายโอนอย่างมีประสิทธิภาพไปยังแถบนำไฟฟ้า ประสิทธิภาพการแปลงแสงสูง เมื่อรวมกับความทนทานต่อข้อบกพร่องที่น่าทึ่งและองค์ประกอบที่ปราศจากสารพิษของ QD เหล่านี้ทำให้วัสดุเหล่านี้มีความหวังสำหรับเทคโนโลยีเซลล์แสงอาทิตย์
ที่ใช้งานได้ในเชิงพาณิชย์ทฤษฎีที่เป็นข้อถกเถียงซึ่งเสนอว่ารังสีคอสมิกมีส่วนทำให้เกิดภาวะโลกร้อนนั้นจะต้องถูกนำไปทดสอบที่ CERN ซึ่งเป็นห้องปฏิบัติการฟิสิกส์ของอนุภาคในยุโรป เมื่อสองปีที่แล้วโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวเดนมาร์กสองคนคือ ทฤษฎีนี้เสนอว่าการเปลี่ยนแปลงในสนามแม่เหล็ก
ของดวงอาทิตย์ไม่ใช่การปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่นำไปสู่การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิโลกเมื่อเร็ว ๆ นี้
นักทดลองที่ CERN จะใช้ห้องเมฆเพื่อเลียนแบบชั้นบรรยากาศของโลกเพื่อทดลองและตัดสินว่าการก่อตัวของเมฆได้รับอิทธิพลจากกิจกรรมของดวงอาทิตย์หรือไม่ ตามทฤษฎีของเดนมาร์ก
อนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าจากดวงอาทิตย์จะเบี่ยงเบนรังสีคอสมิกของกาแล็กซี (กระแสของอนุภาคพลังงานสูงจากนอกโลก) ซึ่งอาจทำให้ชั้นบรรยากาศด้านล่างของโลกแตกตัวเป็นไอออนและก่อตัวเป็นเมฆได้
ทฤษฎีนี้ได้รับการสนับสนุนจากการค้นพบ ที่นำเสนอโดย จากสถาบันวิจัยอวกาศแห่งเดนมาร์ก
credit : เว็บแท้ / ดัมมี่ออนไลน์
