Το συμπαγές υλικό που «ανεβάζει» τα ορατά ελαφρά φωτόνια σε υπεριώδη ακτινοβολία θα μπορούσε να αλλάξει τον τρόπο με τον οποίο χρησιμοποιούμε το φως του ήλιου
Τα ηλιακά κύτταρα είναι τώρα ένα κοινό θέαμα, αλλά περιορίζονται στους τύπους φωτός που μπορούν να μετατραπούν σε ηλεκτρική ενέργεια. Τα τυποποιημένα ηλιακά πάνελ μπορούν να συλλάβουν αποτελεσματικά ορατό φως, αλλά μια μεγάλη ποσότητα ενέργειας του ήλιου είναι στην μη ορατή περιοχή UV, την οποία αυτά τα κύτταρα δεν μπορούν να χρησιμοποιήσουν αποτελεσματικά.
Οι ερευνητές κατέδειξαν, σε ένα έγγραφο που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Science, ότι ένα συγκεκριμένο ημιαγωγικό υλικό που ονομάζεται οξείδιο βήτα-γαλλίου (β-GA2O3) παρουσιάζει αποτελεσματικές ιδιότητες ανατροπής, μετατρέποντας πολλαπλά φωτόνια χαμηλότερης ενέργειας σε ένα μόνο υψηλότερο ενεργειακό φωτόνιο. Αυτή η διαδικασία επιτρέπει στο υλικό να συλλάβει τόσο ορατό όσο και υπεριώδες φως, μετατρέποντας τα όλα σε χρήσιμη ενέργεια.
Ο Δρ Jingjing Li, μεταδιδακτορικός ερευνητής στο Πανεπιστήμιο του Cambridge και ο κύριος συγγραφέας της μελέτης, εξήγησε:"Αυτό που κάνει αυτό το υλικό τόσο μοναδικό είναι ότι μπορεί να επιτύχει αποτελεσματική ανατροπή σε θερμοκρασία δωματίου, πράγμα που σημαίνει ότι μπορεί να ενσωματωθεί σε πρακτικές συσκευές ηλιακών κυττάρων".
Οι ερευνητές κατέδειξαν την αποτελεσματικότητα του υλικού κατασκευάζοντας μια πρωτότυπη συσκευή και συγκρίνοντας την απόδοσή του με ένα συμβατικό ηλιακό κύτταρο από το ευρέως χρησιμοποιούμενο υλικό πυρίτιο. Το κύτταρο β-GA2O3 εμφάνισε αύξηση κατά 20% στην παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, υπογραμμίζοντας την ανώτερη ικανότητά του να συλλαμβάνει και να μετατρέπει ένα ευρύτερο φάσμα ηλιακού φωτός.
Ο καθηγητής Sir Richard Friend, από το εργαστήριο Cavendish, το Πανεπιστήμιο του Cambridge και ο ανώτερος συγγραφέας της μελέτης, υπογράμμισαν τον πιθανό αντίκτυπο αυτής της ανακάλυψης. "Το έργο μας αντιπροσωπεύει ένα σημαντικό βήμα προς τα εμπρός στο ξεκλείδωμα του πλήρους δυναμικού του ηλιακού φωτός", είπε. "Καταγράφοντας τη δύναμη του αόρατου φάσματος UV, ανοίγουμε νέες δυνατότητες για πιο αποτελεσματικούς και οικονομικά αποδοτικούς ηλιακούς συλλέκτες."
Η ερευνητική ομάδα επικεντρώνεται τώρα στην εξευγενισμό των ιδιοτήτων του ημιαγώγιμου υλικού και στη βελτιστοποίηση περαιτέρω την αποτελεσματικότητα της διαδικασίας ανατροπής. Πιστεύουν ότι η τεχνολογία τους έχει τη δυνατότητα να ενσωματωθεί ευρέως στα ηλιακά κύτταρα επόμενης γενιάς και να φέρει επανάσταση στην αποτελεσματικότητα των συστημάτων ηλιακής ενέργειας.
Σε έναν κόσμο που αντιμετωπίζει αυξανόμενες ενεργειακές απαιτήσεις και περιβαλλοντικές ανησυχίες, αυτή η πρόοδος στην αξιοποίηση της δύναμης του ηλιακού φωτός έχει τεράστια υπόσχεση για βιώσιμη και αποτελεσματική παραγωγή ενέργειας.
