Selepas enam tahun pembangunan, EV berkuasa solar syarikat permulaan teknologi Belanda, dinamakan 'the 0,' bersedia untuk membuat penampilan sulungnya. Kenderaan inovatif ini mempunyai keupayaan untuk pergi berbulan-bulan tanpa memerlukan cas semula, menetapkan standard baharu untuk kecekapan dalam pengangkutan elektrik. 

Penyelidik dari Universiti Lehigh telah membangunkan bahan kuantum baharu yang boleh merevolusikan kecekapan panel solar dengan ketara. Bahan inovatif ini, menggabungkan tembaga, germanium selenide (GeSe), dan sulfida timah (SnS), telah menunjukkan kecekapan kuantum luaran (EQE) sehingga 190%. Nombor ini melepasi had kecekapan konvensional, mencadangkan satu kejayaan yang boleh mengubah penuaian tenaga suria.

Memahami Terobosan Kecekapan

Sel suria menukar cahaya matahari kepada elektrik, dan keberkesanannya diukur oleh EQE, yang secara tradisinya mencapai 100%. Kecekapan 100% ini bermakna setiap foton cahaya menjana satu elektron elektrik. Walau bagaimanapun, bahan baharu yang dibangunkan di Lehigh menggunakan mekanisme yang dikenali sebagai penjanaan exciton berbilang (MEG), di mana foton bertenaga tinggi boleh menghasilkan lebih daripada satu elektron, sekali gus menolak kecekapan melebihi halangan 100%.

Apa yang membezakan bahan ini ialah penggunaan "keadaan jalur perantaraan" - tahap tenaga khusus dalam bahan yang meningkatkan keupayaannya untuk menukar tenaga suria. Tahap tenaga ini terletak secara ideal untuk mengeksploitasi foton yang akan dibazirkan oleh sel suria konvensional. Bahan ini memanfaatkan julat spektrum suria yang lebih luas dengan menyerap cahaya tambahan dalam spektrum inframerah dan kelihatan, dengan itu meningkatkan penjanaan elektrik.

Sains Di Sebalik Inovasi

 
Skema sel suria filem nipis dengan CuxGeSe/SnS sebagai lapisan aktif. Kredit: Ekuma Lab / Universiti Lehigh

Prestasi mengagumkan bahan berakar umbi dalam manipulasi struktur yang tepat pada peringkat molekul. Dengan memasukkan atom kuprum ke dalam lapisan GeSe dan SnS, para penyelidik telah mencipta struktur dua dimensi yang terikat rapat yang membolehkan interaksi foton unik dengan bahan tersebut. Interaksi ini berlaku dalam celah van der Waals—ruang kecil di antara lapisan bahan tempat atom kuprum berada.

Melalui simulasi komputer dan kaedah eksperimen yang meluas, pasukan itu telah mengasah teknik yang membolehkan penempatan tepat atom kuprum, meminimumkan kesan yang tidak diingini seperti pengelompokan, yang boleh menjejaskan prestasi bahan.

Memandang ke Hadapan: Cabaran dan Peluang

Pembangunan bahan kuantum baharu dengan kecekapan kuantum sehingga 190% oleh penyelidik di Universiti Lehigh boleh memajukan pengangkutan berkuasa solar dengan ketara, termasuk kereta, trak dan bas.

Bahan terobosan ini, yang mampu menangkap spektrum cahaya matahari yang luas dengan cekap, menangani had semasa kenderaan berkuasa solar dengan menyediakan tenaga yang mencukupi untuk perjalanan yang lebih berat dan jarak jauh tanpa bergantung kepada bahan api fosil.

Mengintegrasikan sel suria berkecekapan tinggi ini ke dalam reka bentuk kenderaan menawarkan kemungkinan mengurangkan pelepasan karbon secara mendadak, terutamanya dalam kenderaan guna berat seperti bas dan trak, di mana kos bahan api dan kesan alam sekitar menjadi kebimbangan yang ketara.

Memandangkan sel suria termaju ini dibangunkan lagi untuk kegunaan praktikal, ia boleh mengubah dinamik ekonomi dan alam sekitar secara global. Mengurangkan kos kenderaan operasi dan pelepasan karbon boleh membawa kepada penjimatan kewangan yang besar dan meningkatkan kesihatan awam melalui udara yang lebih bersih.

Selain itu, peralihan ke arah kenderaan berkuasa solar akan mengurangkan pergantungan global kepada minyak, meningkatkan kestabilan geopolitik dan menggalakkan penciptaan pekerjaan dalam sektor tenaga boleh diperbaharui. Anjakan ini mewakili langkah penting ke arah pengangkutan global yang mampan, sejajar dengan matlamat alam sekitar yang lebih luas dan membuka jalan untuk masa depan yang lebih bersih dan mampan.

Walaupun hasilnya menjanjikan, jalan di hadapan sebelum mengkomersialkan bahan ini. Mengintegrasikan bahan kuantum baharu ini ke dalam sistem tenaga suria sedia ada memerlukan penyelidikan dan pembangunan lanjut. Walaupun maju, proses pengeluaran perlu dipertingkatkan untuk aplikasi praktikal dalam industri tenaga solar.

Manfaat potensi teknologi ini sangat luas. Dengan meningkatkan kecekapan sel solar dengan ketara, kita boleh mengorak langkah ke arah penyelesaian tenaga yang lebih mampan, mengurangkan pergantungan kita pada bahan api fosil dan mengurangkan kesan alam sekitar daripada pengeluaran tenaga.

Kerja Profesor Chinedu Ekuma dan pasukannya di Universiti Lehigh mewakili lonjakan yang ketara ke hadapan dalam bidang fotovoltaik. Pembangunan mereka mencabar had sedia ada dan membuka jalan baharu untuk masa depan tenaga boleh diperbaharui. Apabila teknologi ini berkembang, ia boleh membawa kepada sistem tenaga solar yang lebih berpatutan dan cekap, menjadikan tenaga solar lebih mudah diakses di seluruh dunia dan membantu mengekalkan keperluan tenaga global.

Mengenai Penulis

Robert Jennings ialah penerbit bersama InnerSelf.com bersama isterinya Marie T Russell. Beliau menghadiri Universiti Florida, Institut Teknikal Selatan, dan Universiti Florida Tengah dengan pengajian dalam bidang hartanah, pembangunan bandar, kewangan, kejuruteraan seni bina dan pendidikan rendah. Beliau adalah anggota Kor Marin AS dan Tentera AS telah memerintahkan bateri artileri medan di Jerman. Beliau bekerja dalam kewangan hartanah, pembinaan dan pembangunan selama 25 tahun sebelum memulakan InnerSelf.com pada tahun 1996.

InnerSelf berdedikasi untuk berkongsi maklumat yang membolehkan orang ramai membuat pilihan yang berpendidikan dan berwawasan dalam kehidupan peribadi mereka, untuk kebaikan orang ramai dan untuk kesejahteraan planet ini. Majalah InnerSelf berada dalam 30+ tahun penerbitannya sama ada dalam cetakan (1984-1995) atau dalam talian sebagai InnerSelf.com. Sila menyokong kerja kami.

 Creative Commons 4.0

Artikel ini dilesenkan di bawah Lisensi Atribut-Perkongsian Alike 4.0 Creative Commons. Atribut pengarang Robert Jennings, InnerSelf.com. Pautan kembali ke artikel Artikel ini pada asalnya muncul di InnerSelf.com