Na czele zespołu badawczego zajmującego się tą sprawą stanął Noriyuki Urakami z Shinshu University. Wraz ze współpracownikami przeprowadził eksperymenty poświęcone zjawisku BPV w α-In2Se3, czyli selenku indu w fazie alfa. Wyciągnięte w toku badań wnioski zostały zamieszczone na łamach Applied Physics Letters.
Czytaj też: Przełom w fotowoltaice. Połączyli dwa materiały i stworzyli rewolucyjne panele słoneczne
Celem, do którego dążyli autorzy publikacji, było zwiększenie wydajności ogniw słonecznych. Jak się okazało, można tego dokonać, co potwierdziło się już na wczesnym etapie eksperymentów. Wysoka wydajność konwersji odnotowana przez japońskich inżynierów w przypadku α-In2Se3 rozbudza apetyty nie tylko w kontekście urządzeń fotowoltaicznych, ale również innych, takich jak fotoczujniki.
Ale skąd w ogóle wzięło się pole do rozwoju? Zjawisko, o którym mowa, sprawia, że światło może zostać przekształcone w energię elektryczną. To dość oczywiste, wszak na takim mechanizmie opiera się cała fotowoltaika. Warto w tym miejscu zauważyć, iż większość obecnie dostępnych ogniw wykorzystuje złącza p–n, które są ograniczone tzw. limitem Shockleya–Queissera.
Zjawisko znane jako BPV może być zdaniem japońskich naukowców kluczem do zwiększenia wydajności fotowoltaiki i projektowania jeszcze lepszych fotoczujników
Za sprawą tej granicy nie da się przekroczyć pewnego stopnia sprawności konwersji energii, czyli wskaźnika określającego, jaka część światła słonecznego docierającego do ogniwa może zostać zamieniona w energię elektryczną. Wyjściem z problematycznej sytuacji mogłoby okazać się BPV występujące w części materiałów krystalicznych. Jednym z potencjalnych kandydatów w tym zakresie był selenek indu w fazie alfa, a autorzy najnowszych badań chcieli się przekonać, czy potwierdzi się to w praktyce.
Jak podkreślają sami zainteresowani, ich zespół jest pierwszym, który przeprowadził takie testy. Eksperyment rozpoczęli od stworzenia warstwowego urządzenia złożonego z cienkiej warstwy α-In2Se3 umieszczonej pomiędzy dwiema przezroczystymi warstwami grafitu. Warstwy te pełniły rolę elektrod i zostały podłączone do źródła napięcia oraz amperomierza. Wnioski były jasne: zjawisko BPV zostało zidentyfikowane w szerokim zakresie częstotliwości światła.
Czytaj też: Czy to koniec problemów z energią jądrową? Nowe badania obiecują rewolucję
Kolejne informacje napawały jeszcze większym optymizmem. Co istotne, analizy wykazały, że α-In2Se3 zapewnia zdecydowanie wyższą wydajność kwantową niż ma to miejsce w przypadku innych materiałów ferroelektrycznych. Okazała się ona zarazem podobna do wydajności materiałów niskowymiarowych o zwiększonej polaryzacji elektrycznej. Teraz czas na przekonanie się, czy będzie to miało przełożenie na wzrost wydajności fotowoltaiki oraz projektowanie jeszcze lepszych fotoczujników.