Il biossido di stagno può migliorare efficacemente l'efficienza della produzione di energia solare? Anche i semiconduttori hanno materiali trasparenti?

La crisi energetica è sempre stata un tema comune e lo sviluppo di nuove energie rinnovabili e il miglioramento dell'utilizzo dell'energia sono i piani a lungo termine per la produzione e lo sviluppo. Tra questi, lo sviluppo dell'energia solare ha attirato l'attenzione dei ricercatori globali , perché proviene dal sole ed è inesauribile . Tuttavia, l'efficienza di conversione dell'energia solare in energia elettrica o energia chimica è sempre stata oggetto di critiche e rappresenta un collo di bottiglia importante per   sviluppo dell'energia solare .

Lo studio delle celle solari è inscindibile da quello dei semiconduttori. In generale , maggiore è la trasparenza del colore dei semiconduttori , migliori saranno la loro conduttività e le loro prestazioni .   Ci sono alcuni materiali trasparenti nelle nostre vite come il vetro, la plastica,   semiconduttori ( biossido di silicio e biossido di titanio ), ecc. Tuttavia, i materiali che sono allo stesso tempo trasparenti e conduttivi sono molto rari. Queste due caratteristiche non sono state combinate perfettamente fino alla scoperta del biossido di stagno da parte degli scienziati. Recentemente, i ricercatori hanno scoperto che il biossido di stagno, un materiale che possiede sia trasparenza che una buona conduttività elettrica, è un eccellente materiale semiconduttore.

La mobilità è un indicatore importante per misurare le prestazioni dei semiconduttori ed è strettamente correlata alla velocità di movimento degli elettroni all'interno di una sostanza. Lo stagno e l'ossigeno nel biossido di stagno sono legati da un legame ionico. I ricercatori hanno scoperto che la mobilità degli elettroni nel film di biossido di stagno è molto elevata. Tale elevata mobilità consente al biossido di stagno di possedere sia proprietà conduttive che di trasparenza. I semiconduttori sono alla base della produzione di chip per computer e pannelli solari. Si prevede che lo sviluppo di questo materiale troverà applicazione nelle luci LED di prossima generazione, nei pannelli solari fotovoltaici e nella tecnologia dei display touch-screen.

Infatti, il biossido di stagno viene utilizzato nell'industria fin dal 1960, ad esempio nei sensori di gas e negli elettrodi trasparenti per dispositivi solari. L'elevata mobilità degli elettroni nel biossido di stagno lo rende un materiale essenziale per queste applicazioni.. H Una maggiore mobilità degli elettroni sarebbe preferibile per la maggior parte delle applicazioni . L'unico svantaggio è che il biossido di stagno presenta una mobilità elettronica così elevata solo nei cristalli massivi . I ricercatori hanno affermato che il biossido di stagno ha mostrato la mobilità più alta nel film.

Nel caso del biossido di stagno, l'aumento della mobilità non solo migliora la conduttività del materiale, ma anche la sua trasparenza. Più trasparente è il semiconduttore , maggiore è la quantità di luce che trasmette. Per questo motivo, la sua applicazione nelle celle solari risulta particolarmente appropriata. I ricercatori hanno realizzato un film sottile di biossido di stagno e hanno scoperto che la banda di lunghezze d'onda che questo film può trasmettere comprende la luce visibile e la luce nel vicino infrarosso (la principale area di concentrazione dell'energia solare), il che offre grandi vantaggi per il tasso di conversione dei pannelli solari fotovoltaici .