Solarzelle konnte Energie Ernte erheblich verbessern.

Eine spezielle Beschichtung den Anteil der Energie verbessern konnte, die von Solarzellen geerntet werden können, durch die Aufteilung in zwei Photonen, schlägt neue Forschung.

Lang jeden Photon (Lichtteilchen) trifft, die eine Solarzelle, die Beschichtung — Pentacene genannt — verdoppelt die Anzahl der Elektronen und der Energie, die geerntet werden kann, zumindest mit energiereichen blauen oder grünen Wellenlängen des Lichts.

Die Ergebnisse wurden heute (18. April) in der Fachzeitschrift Science.

"Wir denken, es ist eine aufregende Richtung für solar, seine Effizienz zu verbessern", sagte Co-Studienautor Marc Baldo, Elektroingenieur am Massachusetts Institute of Technology.

Geringe Effizienz

Eines der Hindernisse für den verstärkten Einsatz von Solarenergie ist sein hoher Preis. Eine der besten Möglichkeiten, um die Technologie erschwinglicher zu machen, wie effizient die Solarzellen Sonnenenergie Ernten zu erhöhen, sagte Baldo.

Licht erzeugt Strom in Silizium-Solarzellen, wenn jedes Photon ein einzelnes Elektron in der Silizium-löst, hinterlässt ein "Loch" – eine wirksame positive Ladung – wo es einmal war. Ein elektrisches Feld über das Silizium treibt die Elektronen abseits der Löcher in ein leitendes Metall Material, wo sie dann als Strom fließen.

Aber Silizium-Solarzellen nur Photonen aus einigen Teilen das Spektrum des sichtbaren Lichts absorbieren. Sonnenlicht bei kürzeren Wellenlängen von blau und grün wandelt sich in Hitze, das Licht effektiv zu verschwenden, Baldo sagte LiveScience.

Doppelte power

Baldo und seine Kollegen wollten sehen, ob sie die verschwendete blaue und grüne Licht benutzen konnten. Seit den 1960er Jahren hatten Wissenschaftler festgestellt, dass unter einem Magnetfeld bewegt, Photonen schlagen ein Material namens Pentacene einen Prozess namens Singulett Kernspaltung erlebte, in denen zwei Elektronen wurden für jedes Photon produziert – zwei statt einem.

Um festzustellen, ob dieses Prozesses in Solarzellen genutzt werden kann, Maßen die Forscher zunächst die Elektronen, die für jedes Photon des Lichtes produziert wurden. Sie bestätigten, dass die Pentacene schien, zwei Elektronen für jedes Photon des Lichtes zu produzieren.

Als nächstes wollte sehen, ob Pentacene auf einem Silizium-Solarzellen beschichtet mehr Energie nutzen könnten. Sie fanden, dass nur auf diese Weise, Erhöhung der Menge an Energie geerntet aus dem blauen und grünen Spektrum eine Test-Solarzelle tätig.

Aber die Pentacene-Beschichtung funktioniert nur auf grünen und blauen Wellenlängen des Lichtes, nicht das gesamte sichtbare Spektrum, so würde die Effizienz nur etwa 6 Prozent, sagte Baldo.

"Nicht tut es etwas rotes Licht oder Infrarot-Licht, da wir nicht genug Energie, um diese Photonen entzwei geschnitten haben," sagte Baldo LiveScience.

Effizienz steigern

Die Studie ist die erste zu zeigen, dass der physikalische Prozess, der in Pentacene Auftritt tatsächlich genutzt werden, Energie, sagte Christopher Bardeen, ein physikalischer Chemiker an der University of California Riverside, die nicht an der Studie beteiligt war.

"Es ist ein erster Schritt zur Entwicklung von Solarzellen, die eigentlich wesentlich effizienter sein könnten als heute," Bardeen sagte LiveScience.

Tia Ghose auf Twitter folgen @tiaghose . Folgen Sie LiveScience @livescience , Facebook & Google + .