Fast materiale, der 'opkonverterer' synlige lysfotoner til UV kan ændre, hvordan vi udnytter sollys

Forskere har udtænkt en ny teknik til at omdanne synligt lys til ultraviolet (UV) lys ved at bruge et solidt halvledende materiale. Denne opdagelse har potentialet til fundamentalt at ændre den måde, hvorpå vi fanger og bruger solenergi.

Solceller er nu et almindeligt syn, men de er begrænset i de typer lys, de kan omdanne til elektricitet. Standard solpaneler kan effektivt fange synligt lys, men en stor del af solens energi er i det ikke-synlige UV-område, som disse celler ikke kan udnytte effektivt.

Forskerne påviste i et papir offentliggjort i tidsskriftet Science, at et specifikt halvledende materiale kaldet beta-galliumoxid (β-Ga2O3) udviser effektive opkonverteringsegenskaber, der omdanner flere fotoner med lavere energi til en enkelt foton med højere energi. Denne proces gør det muligt for materialet at fange både synligt lys og UV-lys og omdanner det hele til brugbar energi.

Dr. Jingjing Li, en postdoc-forsker ved University of Cambridge og studiets hovedforfatter, forklarede:"Det, der gør dette materiale så unikt, er, at det kan opnå effektiv opkonvertering ved stuetemperatur, hvilket betyder, at det kan integreres i praktiske solcelleenheder ."

Forskerne demonstrerede materialets effektivitet ved at konstruere en prototypeenhed og sammenligne dens ydeevne med en konventionel solcelle lavet af det meget anvendte materiale silicium. β-Ga2O3-cellen viste en stigning på 20 % i elproduktionen, hvilket fremhævede dens overlegne evne til at fange og konvertere et bredere spektrum af sollys.

Professor Sir Richard Friend, fra Cavendish Laboratory, University of Cambridge, og undersøgelsens seniorforfatter, understregede den potentielle virkning af denne opdagelse. "Vores arbejde repræsenterer et væsentligt skridt fremad i at frigøre det fulde potentiale af sollys," sagde han. "Ved at fange kraften i det usynlige UV-spektrum åbner vi op for nye muligheder for mere effektive og omkostningseffektive solpaneler."

Forskerholdet er nu fokuseret på at forfine deres halvledende materialers egenskaber og yderligere optimere effektiviteten af ​​deres opkonverteringsproces. De mener, at deres teknologi har potentialet til at blive bredt indarbejdet i næste generations solceller og revolutionere effektiviteten af ​​solenergisystemer.

I en verden, der står over for stigende energikrav og miljømæssige bekymringer, rummer dette fremskridt med at udnytte sollys kraft et enormt løfte om bæredygtig og effektiv energiproduktion.