“Hiệuứng thác” (avalanche effect) – được tạo ra bởi các điện tử  sinh ratrong những tinh thể bán dẫn cực nhỏ và đặc thù – được phát hiện và đolường lần đầu tiên vào năm 2004 bởi các nhà nghiên cứu  ở Phòng thínghiệm quốc gia  Los Alamos (Mỹ). Tuy nhiên, từ đó đến nay giới khoa họcvẫn hoài nghi về sự tồn tại của hiệu ứng thác.

Mới đây, nhómnghiên cứu thuộc Đại học  Kỹ thuật  Delft (Hà Lan) đã xác lập những chứngcứ không thể bác bỏ được về hiệu ứng thác. Trong nghiên cứu  của mình,giáo sư Laurens Siebbeles đã chứng minh hiệu ứng thác thực sự xảy ratrong các tinh thể nano của selenua chì (lead selenide – PbSe).

Theo các chuyên gia, việc ứng dụng  tế bào quang điện(solar cell) đang mở ra cơ hội to lớn cho việc sản xuất điện qui mô lớntrong tương lai. Tuy nhiên, hiện tồn tại những hạn chế đáng kể, chẳnghạn như đa số các tế bào quang điện đều có công suất tương đối thấp(chỉ khoảng 15%) và chi phí sản xuất cao.

Nhóm nghiên cứu  củagiáo sư Siebbeles đã khắc phục  những hạn chế đó bằng cách sử dụng mộtdạng tế bào quang điện được chế tạo bằng những tinh thể nano bán dẫn(có kích thước  tính bằng nano mét). Trong các tế bào quang điện quiước, 1 photon (lượng tử ánh sáng) chỉ có thể phóng thích đúng 1 điện tửmà thôi.

Sự tạo ra điện tử  tự do này là dấu hiệu cho biết tếbào quang điện đó hoạt động  tốt và có khả năng cung cấp điện. Càng cónhiều điện tử  được phóng thích thì công suất của tế bào quang điện càngcao. 

Tuy nhiên, trong một số loại tinh thể nano bán dẫn(semiconducting nanocrystals), 1 photon có khả năng phóng thích 2 đến 3điện tử, từ đó tạo ra hiệu ứng thác. Về lý thuyết, hiện tượng này cóthể tạo ra một công suất tối đa là 44% trong một tế bào quang điện cóchứa những tinh thể nano bán dẫn phù hợp. Hơn nữa, chi phí sản xuấtnhững tế bào này tương đối rẻ.

Nhờ sử dụng các phương pháplaser cực nhanh để đo lường một cách chính xác  và chi tiết, nghiên cứucủa giáo sư Siebbeles được đánh giá  là đáng tin cậy hơn những nghiêncứu khác thuộc lĩnh vực này.

Kết quả nghiên cứu  của giáo sưSiebbeles và các cộng sự sẽ được công bố trên tập san khoa học  NanoLetters trong tuần này. Ông Siebbeles tin rằng phát hiện mới này sẽ mởđường cho những khám phá sâu rộng hơn về bí mật của hiệu ứng thác.

Bạn có ý kiến gì về bài viết Chứng minh “hiệu ứng thác” trong tế bào quang điện này? Hãy gởi suy nghĩ, bình luận, đánh giá, lời khuyên ... của bạn về bài viết Chứng minh “hiệu ứng thác” trong tế bào quang điện bạn tại đây.