Fotovoltinis efektas – efektas, kuriame pasireiškia ir vidinis fotoefektas, ir feroelektrinis kartu, buvo stebimas jau ganėtinai senai.

Tačiau dėl draustinės juostos pločio didelės vertės jis pasireikšdavo tik feroelektriką apšvietus didesnių energijų fotonais, t.y. ultravioletine šviesa. Tačiau 2008 metais pasirodė straipsnis apie medžiagą, pasižyminčią vidiniu fotoefektu regimoje šviesoje, bet turinčia ir feroelektrinių savybių. Ši medžiaga yra BiFeO₃ (BFO).

Apšvietus šių sluoksnių kondensatorines struktūras (BFO talpinamas tarp dviejų elektrodų) yra generuojama elektros energija. Kol kas nėra vieningos teorijos, paaiškinančios šį reiškinį. Populiariai galime tik pasamprotauti, kad pačio feroelektriko poliarizuotumas, kurio dėka atsiranda potencialų skirtumas skirtingose kristalo kraštuose ir yra to efekto priežastis.

BFO keramika yra ne skaidri regimai šviesai, vadinasi jos draustinės juostos plotis yra artimas puslaidininkiams. Šviesos fotonai išmuša valentinius elektronus iš valentinių juostų, tuo pačiu palikdami jose skyles. Dėl liktinės poliarizacijos efekto, esantis viduje feroelektriko elektrinis laukas perneša krūvininkus link elektrodų. O toliau, jei yra uždara išorinė elektros grandinė, jie tekės atlikdami darbą.

BFO elementai yra puslaidininkinių Saulės elementų analogai. Nors BFO naudingumo koeficientas yra kol kas nedidelis (~9 %), tačiau jo puslaidininkinių konkurentų (Saulės elementų) jis irgi nėra toks didelis (<20%).

Bet kas žino? Atsiminus gigantiško elektrokalorinio efekto atradimą, tikimasi sulaukti gigantiško fotovoltinio efekto atradimo, kurio naudingumo koeficientas galbūt bus arti 100%.

Kas žino – mokslo keliai labai neprognozuojami.

KTU Matematikos ir gamtos mokslų fakulteto (buvusio Fundamentaliųjų mokslų fakulteto)
Fizikos katedros
Docentas dr. Vytautas Stankus

Komentarai (0)