På det 48. IEEE fotovoltaiske ekspertmøte i år demonstrerte forskere fra Fraunhofer Institute of Solar Energy System ISE, Tyskland, eksponering av galliumarsenid (GaAs) -baserte III-V halvlederfotovoltaiske celler for en laser ved 858 nm bølgelengde og innså myten på 68,9% konverteringseffektivitet. Det kalles en myte fordi konverteringseffektiviteten på 68,9% er den desidert høyeste verdien for å konvertere lys til elektrisk energi! I demonstrasjonen brukte forskerteamet en veldig tynn solcelle (laget av galliumarsenid) og utstyrte den med et reflekterende, ledende bakspeil.
I fotovoltaiske celler absorberes lys i cellestrukturen. Det absorberte lyset frigjør positive og negative ladninger, som deretter ledes til batterikontaktene foran og bak, og genererer derved elektrisk energi. Når energien til det innfallende lyset er litt høyere enn den såkalte båndgap-energien i halvledermaterialet, vil den fotovoltaiske effekten være spesielt kraftig. Derfor, når den monokromatiske laserlyskilden matches med et egnet halvlederforbindelsesmateriale, er det teoretisk mulig å oppnå en meget høy konverteringseffektivitet.
Denne formen for energioverføring med deltagelse av laserteknologi kalles også lysenergiteknologi. Den er spesielt egnet for applikasjoner som krever elektrisk isolerte strømforsyninger, lynbeskyttelse eller eksplosjonsbeskyttelse, elektromagnetisk kompatibilitet eller fullstendig trådløs kraftoverføring.
Sammenlignet med den tradisjonelle kobberkabelkraftoverføringen, har et slikt fotokinetisk energisystem to åpenbare fordeler. Dr. Henning Helmers, leder for Fraunhofer ISE -forskergruppen, forklarte:" Først fanges fotonene i batteriet, nær båndgapet. Absorpsjonen av fotonenergi kan maksimeres, og samtidig kan oppvarming og overføringstap minimeres. For det andre blir fotonene som genereres inne fanget opp og effektivt gjenvunnet gjennom stråling rekombinasjon, noe som forlenger den effektive bærerens levetid og tilfører ekstra spenning."
Professor Andreas Bett, direktør for instituttet, sa glad:" Denne forskningen viser at fotovoltaisk teknologi har potensial for andre industrielle applikasjoner enn solenergi."
Takket være laserens magiske våpen har applikasjonsfeltene for denne typen fotoelektrisk overføring blitt veldig omfattende, inkludert strukturell overvåking av vindturbiner, overvåking av høyspentledninger, drivstoffsensorer i flydrivstofftanker eller implantater fra utsiden av kropp. Optisk forsyning, passiv optisk nettverksovervåking eller trådløs strømforsyning for IoT -applikasjoner, etc.
