Studiuesit zbulojnë një tension që varet nga gjatësia e valës së dritës rënëse
Shkencëtarët nga Instituti për Iniciativat Kërkimore të Hapura dhe Transdisiplinore në Universitetin e Osakës zbuluan një veçori të re të qelizave diellore të bëra nga kompoziti antimon sulfiodid:sulfidi, të cilin ata e quajtën efekti fotovoltaik i varur nga gjatësia e valës (WDPE). Ekipi përcaktoi se ndryshimi i ngjyrës së dritës së rënë nga e dukshme në ultravjollcë shkaktoi një ndryshim të kthyeshëm në tensionin e daljes, duke lënë rrymën e gjeneruar të pandryshuar. Kjo punë mund të çojë në pajisje të reja funksionale të sensorit të dritës dhe imazhit.
Pajisjet fotovoltaike (PV) – të tilla si qelizat diellore dhe fotodioda – të cilat konvertojnë energjinë e dritës në energji elektronike janë të rëndësishme si burime të rinovueshme të energjisë ose si sensorë të dritës/imazhit. Progresi i fundit në pajisjet PV me film të hollë ka tërhequr shumë vëmendje për shkak të procesit të tyre me kosto të ulët, fleksibilitetit dhe peshës së lehtë. Megjithatë, edhe pse pajisje të ndryshme PV janë raportuar deri më tani, përgjigjet e kthyeshme dhe të shpejta të varura nga gjatësia e valës nuk janë vërejtur më parë. Për të dalluar ngjyrat e rrezatimit duke përdorur një fotodiodë të vetme, duhet të përdoret një filtër kristal i lëngshëm që mund të ndryshojë në mënyrë elektronike gamën e ngjyrave të absorbimit. Megjithatë, këta filtra janë të rëndë; aftësia për të kryer zbulimin e ngjyrave pa kërkuar filtra të tillë do të ishte e dobishme për të minimizuar madhësinë e pajisjeve fotovoltaike.
Tani, një ekip studiuesish në Universitetin e Osakës kanë ndërtuar pajisje të reja fotovoltaike të bëra nga kompoziti i antimonit sulfiodid:sulfidi dhe kanë gjetur një efekt të ri. Tensioni i gjeneruar mund të ndryshohet duke ndërruar ngjyrën e dritës, në të cilën ultravjollca uli tensionin e daljes. Kjo do të thotë, një ndryshim i kthyeshëm në kthesat e rrymës kundrejt tensionit mund të arrihet thjesht duke ndriçuar ngjyra të ndryshme të dritës në pajisje. “Një zhvendosje e tillë dramatike në tension nuk vërehet në silikon, perovskite apo qelizat diellore organike,” shpjegon autori i parë Ryosuke Nishikubo.
Për të kuptuar më mirë mekanizmin pas këtij efekti, shkencëtarët më pas kryen fotovoltazh kalimtar (TPV) dhe nxjerrjen e ngarkesës të shkaktuar nga foto duke rritur në mënyrë lineare tensionin (foto-CELIV). Këto eksperimente ndihmuan në sqarimin e ndryshimit dramatik dhe të kthyeshëm në jetëgjatësinë e transportuesit të ngarkesës të shkaktuar nga rrezatimi ultravjollcë.
Ekipi arriti në përfundimin se WDPE u shkaktua nga gjendjet metastabile të “kurthit” në ndërfaqen heterobashkuese, të krijuara nga ngarkesat e larta të energjisë. Këto kurthe të energjisë ndërfaqësore reduktuan ndjeshëm tensionin e daljes, dhe si rezultat, drita e disa energjive mund të dallohej në bazë të tensionit. Ky ndryshim mund të përmirësohet nga prania e avullit nga një tretës polar. “Ndërsa puna jonë ndihmon në përparimin e shkencës bazë duke shpjeguar këtë efekt të ri, kërkimi ka gjithashtu shumë aplikime të mundshme, duke përfshirë si një detektor avulli,” thotë autori i vjetër Akinori Saeki.
Fenomeni i zbuluar rishtazi mund të zbatohet për sensorin e dritës që përdoret në çdo gjë, nga telefonat celularë te makinat, te sistemet e sigurisë apo kopshtarisë. Mund të jetë gjithashtu pjesë e aplikacioneve të imazhit në kërkime mjekësore dhe të tjera shkencore, të tilla si satelitët hapësinorë dhe mikrofotografia. Përveç kësaj, ai është gjithashtu potencialisht i dëshirueshëm si një burim i rinovueshëm i energjisë, për shkak të toksicitetit të tij të ulët dhe kostos së ulët të prodhimit.