Solceller är nu en vanlig syn, men de är begränsade i vilken typ av ljus de kan omvandla till elektricitet. Standard solpaneler kan effektivt fånga upp synligt ljus, men en stor del av solens energi ligger i det osynliga UV-området, vilket dessa celler inte kan utnyttja effektivt.
Forskarna visade, i en artikel publicerad i tidskriften Science, att ett specifikt halvledande material som kallas beta-galliumoxid (β-Ga2O3) uppvisar effektiva uppkonverteringsegenskaper och omvandlar flera fotoner med lägre energi till en enda högre energifoton. Denna process gör det möjligt för materialet att fånga både synligt och UV-ljus och omvandla allt till användbar energi.
Dr Jingjing Li, en postdoktor vid University of Cambridge och studiens huvudförfattare, förklarade, "Vad som gör detta material så unikt är att det kan uppnå effektiv uppkonvertering vid rumstemperatur, vilket innebär att det kan integreras i praktiska solcellsenheter ."
Forskarna visade materialets effektivitet genom att konstruera en prototypenhet och jämföra dess prestanda med en konventionell solcell gjord av det mycket använda materialet kisel. β-Ga2O3-cellen uppvisade en 20% ökning av elproduktionen, vilket framhävde dess överlägsna förmåga att fånga och omvandla ett bredare spektrum av solljus.
Professor Sir Richard Friend, från Cavendish Laboratory, University of Cambridge, och studiens seniorförfattare, betonade den potentiella effekten av denna upptäckt. "Vårt arbete representerar ett viktigt steg framåt för att frigöra solljusets fulla potential", sa han. "Genom att fånga kraften i det osynliga UV-spektrumet öppnar vi upp för nya möjligheter för mer effektiva och kostnadseffektiva solpaneler."
Forskargruppen är nu fokuserad på att förfina deras halvledande materials egenskaper och ytterligare optimera effektiviteten i deras uppkonverteringsprocess. De tror att deras teknik har potential att bli allmänt införlivad i nästa generations solceller och revolutionera effektiviteten hos solenergisystem.
I en värld som står inför ökande energibehov och miljöhänsyn, har detta framsteg när det gäller att utnyttja solljusets kraft ett enormt löfte för hållbar och effektiv energiproduktion.
