ระบบโฟโตอิเล็กทริกที่แปลงแสงเป็นประจุแล้วเก็บประจุไว้เหมือนแบตเตอรี่ ซึ่งเป็นครั้งแรกสำหรับอุปกรณ์เพียงชิ้นเดียว ได้รับการพัฒนาโดยนักวิจัยในจีนและสิงคโปร์ สร้างจากชั้นของเซมิคอนดักเตอร์ 2 มิติและตัวนำโปร่งใสที่ยึดเข้าด้วยกันโดยปฏิสัมพันธ์ของแวนเดอร์วาลส์ที่อ่อนแอ อุปกรณ์ใหม่นี้แปลงโฟตอนที่ตกกระทบ 93.8% เป็นกระแสไฟฟ้า ซึ่งสูงกว่าปกติ 50% สำหรับอุปกรณ์โฟโตอิเล็กทริก
ที่เรียกว่า
“ประสิทธิภาพสูง” และสามารถเก็บประจุได้นานถึงหนึ่งสัปดาห์ จึงเหมาะสำหรับการใช้งานในการผลิตพลังงาน ตัวตรวจจับแสง หรือหน่วยความจำแบบใช้แสง เฮเทอโรจังก์ชั่น เช่นเดียวกับที่ใช้ในที่นี้เป็นคุณสมบัติทั่วไปในอุปกรณ์ต่างๆ เช่น เซลล์แสงอาทิตย์และตัวตรวจจับแสง มักทำจากจุดแยก pn
ทำงานโดยการดูดซับโฟตอนที่สร้างคู่อิเล็กตรอน-รู ขั้นตอนต่อไปคือการแยกอิเล็กตรอนออกจากรู ซึ่งโดยปกติจะทำโดยใช้แรงดันไฟฟ้า ปัญหาคือตัวพาประจุเหล่านี้รวมตัวกันใหม่อย่างรวดเร็ว ทำให้อายุการใช้งานสั้นลง และจำกัดประสิทธิภาพควอนตัมภายนอก (EQE) ของอุปกรณ์
ดักจับพาหะชั่วคราววิธีหนึ่งที่จะเอาชนะผลกระทบนี้คือโดยการดักจับพาหะชั่วคราว (เช่น ข้อบกพร่องของผลึก) ก่อนที่จะเกิดการรวมตัวกันใหม่ ทีมนักวิจัยที่นำตัดสินใจใช้กลยุทธ์นี้ใน vdW pn ที่ทำจาก และสตรอนเทียม ไททาเนียมออกไซด์ หรือ STO ตามที่รู้จักกันทั่วไปทีมงานพบว่าเมื่อพวกเขา
กระตุ้นอุปกรณ์ด้วยแสงเลเซอร์สีน้ำเงินแล้วเก็บไว้ในที่มืดที่อุณหภูมิ 30 K ตัวพาประจุที่สร้างด้วยแสงจะอยู่ได้นานถึงเจ็ดวัน พวกเขายังพบว่าสามารถดึงกระแสไฟได้มากถึง 2.9 มิลลิแอมป์เมื่อเชื่อมต่ออุปกรณ์เข้ากับวงจร นักวิจัยระบุว่าผลกระทบที่คาดไม่ถึงนี้เกิดจากการบำบัดแบบพิเศษซึ่งทำให้เกิด
“ก๊าซอิเล็กตรอน” เกือบสองมิติบนพื้นผิวของ STO ซึ่งอิเล็กตรอนสามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระและเป็นอิสระ“การนำไฟฟ้าแบบคิดค่าใช้จ่าย” นักวิจัยขนานนามเอฟเฟกต์ใหม่นี้ว่า “โฟโตอิเล็กทริกที่คิดค่าใช้จ่ายได้” และพวกเขากล่าวว่ามันแตกต่างอย่างสิ้นเชิงกับปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก
ที่สังเกต
ก่อนหน้านี้ อุปกรณ์ที่พวกเขาสร้างขึ้นไม่เพียงแต่สร้างโฟโตแคเรียร์ภายใต้การส่องสว่างแบบออพติคอลเท่านั้น แต่ยังจัดเก็บไว้ในบริเวณที่เรียกว่า “การชาร์จพื้นที่” ของฟิล์ม WSe 2ซึ่งวางซ้อนอินเทอร์เฟซกับคริสตัล STO ที่นี่ พวกเขาอธิบายว่ารูที่เกิดจากแสงสามารถสะสมและคงไว้ได้จนกว่าแรงดันไฟฟ้า
ที่ใช้มากเพียงพอจะดึงรูเหล่านั้นเข้าสู่วงจร ในระหว่างกระบวนการนี้ คู่ของรูอิเล็กตรอนจะรวมตัวกันอีกครั้งและอุปกรณ์จะกลับสู่สถานะฉนวน จากนั้นสามารถชาร์จใหม่ได้โดยการส่องแสงไปที่มันองอุปกรณ์จะสูงกว่าอุปกรณ์โฟโตอิเล็กทริกประสิทธิภาพสูงอื่นๆ มาก แต่ Jiang และเพื่อนร่วมงานทราบว่า
อุปกรณ์ดังกล่าวจะมีประสิทธิภาพนี้ที่อุณหภูมิประมาณ 30 K เท่านั้น ซึ่งจำเป็นต้องรักษาประจุที่เก็บไว้ให้คงที่ อุณหภูมิการทำงานที่ต่ำนี้จะจำกัดการใช้งานของอุปกรณ์ แม้ว่านักวิจัยเชื่อว่าอุณหภูมิในการทำงานอาจเพิ่มขึ้นจากการใช้วัสดุอื่นนอกเหนือจาก WSe 2และ STO
โดยมีเอกสารการวิจัยเกี่ยวกับ MAPI หลายพันรายการที่เผยแพร่ทุกปีการเริ่มต้นที่สดใส การสิ้นสุดที่ซีดจางนักวิทยาศาสตร์ได้ศึกษาวัสดุที่หลากหลายสำหรับการใช้งานเซลล์แสงอาทิตย์ในช่วงหลายปีที่ผ่านมา บ่อยเกินไปที่ความคืบหน้าเป็นไปตามรูปแบบที่คุ้นเคย: มีคนสร้างอุปกรณ์เริ่มต้น ความสนใจเพิ่มขึ้น
งานเซลล์มากขึ้นตามมา ปัญหาเกิดขึ้น ปัญหาไม่สามารถแก้ไขได้ ผู้คนล้มเลิกและเดินหน้าต่อไป สาเหตุที่วัสดุหนึ่งๆ ล้มเหลวในการตัดมีแนวโน้มที่จะเฉพาะกับตัววัสดุเอง และโชคไม่ดีที่มักจะปรากฏให้เห็นหลังจากทำงานจำนวนมากแล้วเท่านั้นแม้ว่าจะมีช่วงก้าวที่สั้นกว่ามาก แต่ก็เป็นระยะทางที่สำคัญ
ในการเดินทาง
ดังนั้น เพื่อให้อิเล็กตรอนเคลื่อนที่ผ่านวัสดุได้อย่างมีประสิทธิภาพ ซิลิคอนเกรด PV จะต้องอยู่ในรูปของเวเฟอร์ที่มีผลึกสูงและมีความบริสุทธิ์สูงหนึ่งในรายการที่โดดเด่นในรายการยาวของสิ่งที่ยิ่งใหญ่ต่อ ไปที่ไม่เคยปรากฏมาก่อนคือแร่ไพไรต์เหล็ก FeS 2 ด้วยคุณสมบัติการดูดซับที่ยอดเยี่ยม
โครงสร้างที่เรียบง่าย และองค์ประกอบที่อุดมสมบูรณ์ของโลกที่น่ารัก จึงได้รับความสนใจอย่างมากในช่วงปี 1980 และ 1990 เซลล์ที่มีประสิทธิภาพต่ำถูกสร้างขึ้น แต่อย่างใด เซลล์เหล่านั้นไม่เคยดีไปกว่านี้เลย สาเหตุหลักมาจากปัญหาเกี่ยวกับพื้นผิวของวัสดุ ซึ่งมีพฤติกรรมแตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง
ในความเป็นจริง มันยังคงเป็นคำถามเปิดอยู่ว่าฟิล์มของวัสดุนั้นเป็นชนิด n หรือชนิด p ความจริงที่ว่าแร่ไพไรต์เป็นที่รู้จักกันทั่วไปว่าเป็นทองคำของคนโง่นั้นเป็นเรื่องบังเอิญโดยสิ้นเชิงวัสดุที่อุดมด้วยดินอื่น ๆ ก็มีการต่อสู้ที่คล้ายคลึงกัน เซลล์แสงอาทิตย์ที่ทำจากดีบุกซัลไฟด์มีระดับประสิทธิภาพใกล้เคียง
กับไพไรต์ อย่างไรก็ตาม การก้าวข้ามเครื่องหมายนั้นเป็นเรื่องที่ยากลำบาก เนื่องจากดีบุกซัลไฟด์มีขั้นตอนต่างๆ มากมายขึ้นอยู่กับวิธีการผลิต และสิ่งนี้จะเปลี่ยนการเติมสารกระตุ้นโดยสิ้นเชิง นักทฤษฎีคาดการณ์ว่าคอปเปอร์บิสมัทซัลไฟด์จะเป็นวัสดุที่น่าพิศวง แต่พิสูจน์แล้วว่ายุ่งยากมากที่จะใช้งาน
เนื่องจากวัสดุตั้งต้นค่อนข้างจะก่อตัวเป็นคอปเปอร์ซัลไฟด์และบิสมัทซัลไฟด์แยกกัน ดังนั้น แม้แต่เซลล์ที่ดีที่สุดที่ทำจากคอปเปอร์บิสมัทซัลไฟด์ก็แทบจะไม่สร้างกระแส ซิลิคอนรุ่นอสัณฐานและไม่เป็นผลึกยังดึงดูดความสนใจจากงานวิจัยจำนวนมากหลังจากพบว่ามีช่องว่างที่เพิ่มขึ้นและการดูดกลืนแสง
ที่สูงขึ้น ทำให้สามารถใช้เป็นฟิล์มบางได้ น่าเสียดาย, ข้อเสียของลักษณะอสัณฐานคือข้อบกพร่องจำนวนมากโดยเนื้อแท้ในวัสดุ แม้จะมีงานวิจัยจำนวนมาก แต่ประสิทธิภาพของเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดอะมอร์ฟัสซิลิกอนไม่เคยเกิน ~11% โดยความหนาแน่นของข้อบกพร่องสูงก่อตัวเป็นขีดจำกัดที่ผ่านไม่ได้ วัสดุเหล่านี้อาจฟื้นคืนชีพได้ในท้ายที่สุด แต่ในขณะนี้ พวกมันทำหน้าที่เป็นตัวอย่างว่าปัญหาที่ซ่อนอยู่
credit: sellwatchshop.com kaginsamericana.com NeworleansCocktailBlog.com coachfactoryoutletswebsite.com lmc2web.com thegillssell.com jumpsuitsandteleporters.com WagnerBlog.com moshiachblog.com
