پنل های خورشیدی آینده نور با ارزش خورشید را تلف نمی کنند,دانشمندان دریافتند که یک مشکل شدیدا" بحث برانگیز و پیچیده مربوط به پنل های خورشیدی ممکن است احتمالا"حل شده باشد.اگر چنین باشد,گرفتن انرژی خورشید بدون از هیچ اتلافی می تواند امکان پذیر باشد.

بازدهی کمی که در پنل های خورشیدی ایجاد اخلال می کند تا حدودی آهنگ استفاده از آنها را کند کرده است.اما چون درک این مشکلات آسان نیست خلاص شدن از شر آنهاسخت بوده است.

پنل های خورشیدی نور خورشید را جذب و انرژی تولید می کنند.اغلب در حین این فرآیند مولکولی بنام اکسایمر(مولکول دو اتمی تحریک شده) تشکیل می گردد.این مولکول ها از دو مولکول به هم چسبیده دیگر ساخته می شوند و طی ده بیلیونم ثانیه میرا می شوند.برخی دانشمندان مباحثه می کنند که اکسایمرهاکه مسیری را در حین تبدیل نور خورشید به انرژی تشکیل می دهند برای فرآیند مضر هستند.

*رفع مناقشه

تم اشمت همراه با همکارانش در مرکز شورای تحقیق برتر استرالیا در علم  اکسیتون( یک حالت مقید الکترون‌–‌حفره که این دو با نیروی الکترو استاتیک کولنی جذب می‌شوند. اکسیتون یک شبه ذرهٔ خنثی است که در عایق‌ها، نیم‌رساناها وبرخی مایعات وجود دارد.),دانشگاه ادلید ,دانشگاه کنتاکی و دانشگاه سیدنی است به نتیجه ای رسیده اندکه امکان دارد مناقشه را رفع کرده باشند.

اشمت  و تیم او دریافتند که تشکیل انرژی پتانسیل "تله های" اکسایمر حین پروسه ای رخ می دهد که شکافت اکسیتون یکتایی نامیده می شود.

خیلی بر این باورند که دستگاههای انرژی خورشیدی با خلق دو اکسیتون از یک اکسیتون  کار می کنند.یک اکسیتون موقعی خلق می شود که فوتون های نور به یک الکترون با شارژ منفی درون دستگاه برخورد  کنند.این  برخورد سطح انرژی الکترون را ترفیع می دهد,در نتیجه حفره ای ایجاد می شود که حامل یک بار مثبت است .الکترون با بار منفی جذب آن حفره با بار مثبت می شود,بطوریکه هر دو به هم می چسبند.آن ترکیب حفره-الکترون یک اکسیتون نامیده می شود که جدا شدن حفره و الکترون از همدیگر برق تولید می کند.اما,اشمت به نیوزویک گفت,"برای بهره کامل بردن از اکسیتون های با انرژی بالاتر,می خواهیم که آنها به اکسیتون های دارای انرژی با دو لایه جدا از هم مبدل شوند."تشکیل اکسایمردر مسیراین فرآیند(شکافت اکسیتون یکتایی)مانع ایجاد می کند زیرا موجب می شود انرژی اکسیتون اصلی در این "چاله انرژی" محبوس شود. 

اشمت گفت,اکسایمرهایی که تشکیل می شوند به مسیری وارد می شوند که در آن اکسیتون جدا می شود.اکسایمرها بجای عمل کردن در گذرگاه واسطه ای برای تولید انرژی, در حال برداشتن اکسیتون ها و از بین بردن آنها هستند."

*فاز شکافت

پژوهشگران اثبات کردند که هنگامی سیستم های مولکولی نور خورشید را جذب می کنند,انتقال آنی به فاز شکافت به افزایش بازده انرژی کمک می کند.برخی دانشمندان بر این باور بودند که شکل گیری اکسایمر بخشی از فرآیند بود,اما تحقیق جدید تأیید می کند که چنین نیست.ارزش این یافته آن است که می تواند به ساخت انرژی خورشیدی پر بازده تر کمک کند.هم اکنون در ساخت سلول های خورشیدی از سلیکون برای کمک به جذب نور خورشید استفاده می شود,ولی سلیکون محدودیت هایی دارد;برای مثال فقط می تواند حدود 25درصد از نور طیف انرژی خورشیدی را جذب کند.یافته های اشمت و همکارانش می تواند در روش ساخت سیلیکون پر بازده تر در گرفتن نور خورشید برای تولید برق انقلابی بوجود می آورد.محققین تجسم می کنند روکش کردن سیلیکون با ماده ای باز هم بهبود یافته تر می تواند فرآیند را پر بازده تر کند.

(Source: Newsweek)

ترجمه و تلخیص:غریب واحدی پور