Fotonová up-konverze znamená zvyšování účinnosti Si solárních článků

Panna a orel – informace a energie. Profesor Tomáš Wágner se setkal se světoznámým Stanfordem Ovshinskym, který se zájmen hovořil o světě jako o minci se dvěma stranami.
 
Výzkum mezinárodního týmu vede k navýšení solární energie oproti prostoru. Jinak řečeno malý prostor vydá spousty energie.
 
Do týmu T. Wágnera vstoupili významní odborníci z Japonska, ale také z Koreje a významný vědec francouzského výzkumu. Spolu s českými kolegy našli možnost významně posunout účinnost solárních článků. Napomáhají tomu chalkogenidová skla s přidáním určitých dalších prvků. Již byla studována chalkogenidová skla systému Ge(germanium), Ga(galium), Sb(antimon) dotovaná Er3+ ionty jako materiál pro up-konverzi ke zvýšení účinnosti solárních panelů.
 
Výzkum je v běhu, současné výsledky potvrzují správnost započaté cesty. Chalkogenidová skla a amorfní vrstvy mají mnoho zajímavých fyzikálních a chemických vlastností spojených jejich unikátní strukturou a složením. Jejich vlastnosti jsou použitelné v elektronice, ale i v optice, optoelektronice, biomedicíně a dalších oborech.
 
Profesor Tomáš Wágner říká: Amorfní a sklovité chalkogenidy jsou materiály vhodné pro aplikace v blízké a střední infračervené oblasti elektromagnetického spektra i pro elektrické, optické a holografické paměti, vlnovody, senzory, optická vlákna, atd. Mají široké optické okno (více než 10 - 20 μm) s vysokou propustností od viditelné do infračervené oblasti, vysoký lineární a nelineární index lomu, nízké energie fononů a některé z nich jsou fotocitlivé při exposici světlem o energii blízké optické šířce zakázaného pásu. Chalkogenidová skla mohou být dotována ionty vzácných zemin. Při osvětlení vhodným zářením mohou být vnitřní f elektrony iontů vzácných zemin excitovány na vyšší energetické hladiny a při zpětném návratu na nižší energetické hladiny mohou emitovat záření ve viditelné a hlavně v infračervené oblasti spektra. Díky nízké energii fotonů v chalkogenidových sklech je pravděpodobnost nezářivých přechodů značně snížena a kvantová účinnost zářivých přechodů mezi f-f hladinami prvků vzácných zemin je obecně vysoká. Elektronové přechody mezi vnitřními f-f hladinami jsou málo závislé na použité skelné matrici díky elektrickému stínění 4f orbitalů vnějšími elektronovými slupkami.
 
Jana Davidová-Kracíková
 
Pořad vznikl za podpory Univerzity Pardubice a projektu BRAVO - Brána vědění otevřená, který je spolufinancován evropskými fondy a státním rozpočtem České republiky.