دستاورد شگرف محققان در زمینه انرژی خورشیدی؛ تولید الکتریسیته از نور نامرئی

محققان به دو دستاورد شگرف در فناوری سلول خورشیدی دست یافتند که می‌توانند نحوه بهره برداری از انرژی خورشیدی را به طور قابل توجهی بهبود دهند.

محققان با انجام دو تحقیق که در ژورنال‌های Nature Energy و Nature Photonics منتشر شده، به دنبال تحول بازدهی سلول‌های خورشیدی و کاهش هزینه تولید آن‌ها هستند.

دستاورد اول شامل تبدیل نور نامرئی و کم انرژی به نور پرانرژی جهت تولید برق بیشتر بدون افزایش نور دریافتی از نور خورشید می‌شود. محققان مؤسسه سلطنتی فناوری ملبورن، دانشگاه نیو ساوت ولز استرالیا و دانشگاه کنتاکی آمریکا دریافتند که از اکسیژن می‌توان برای تبدیل نور کم انرژی به مولکول‌هایی با قابلیت تبدیل به الکتریسیته استفاده کرد.

«Tim Schmidt»، استاد دانشگاه نیو ساوت ولز می‌گوید: «انرژی خورشید فقط به نور مرئی ختم نشده و حاوی نور فرابنفش که پوست ما را می‌سوزاند و فروسرخ که به ما گرما می‌بخشد نیز می‌شود. بیشتر سلول‌های خورشیدی از سیلیکون ساخته شده‌اند که به نور با انرژی کمتر از فروسرخ واکنش نشان نمی‌دهد. این یعنی بخش‌هایی از طیف نور توسط بسیاری از دیوایس‌های کنونی استفاده نمی‌شوند.»

در این روش با استفاده از نیمه رساناهای بسیار کوچک به نام نقاط کوانتومی (Quantum Dots) نور کم انرژی جذب شده و به نور مرئی برای جذب انرژی تبدیل می‌شود.

دستاورد شگرف دوم از نوعی ماده به نام «پروسکایت» (Perovskites) برای ساخت نسل بعدی ماژول‌های خورشیدی استفاده می‌کند که بازدهی و پایداری بالاتری نسبت به سلول‌های خورشیدی تجاری فعلی از جنس سیلیکون دارند.

سلول‌های خورشیدی از جنس پروسکایت را می‌توان با هزینه کمتر ساخت که انعطاف پذیر و سبک وزن هستند. البته افزایش مقیاس پروسکایت برای تولید پنل‌های خورشیدی چند متری مشکل است. به گفته محققان هر گونه نقص در این ماده می‌تواند مشکل آفرین باشد بنابراین باید از مواد باکیفیت و روش‌های تولید بهتر استفاده کرد.

محققان در رویکرد جدید از چندین لایه پروسکایت برای جلوگیری از هدر رفتن انرژی و انتشار مواد سمی به دلیل فرسایش استفاده کردند. به گفته محققان یک ماژول ۲۲.۴ سانتی متری ساخته شده با این روش بازدهی ۱۶.۶ درصدی را نشان می‌دهد که برای ماژولی با این اندازه بسیار بالاست. علاوه بر این پس از ۲ هزار ساعت استفاده مداوم همچنان عملکرد بالای خود را حفظ می‌کند.

محققان می‌خواهند در قدم بعدی تکنیک‌های خود را روی ماژول‌های بزرگتر آزمایش کرده و امیدوارند این فناوری را در آینده وارد فاز تجاری کنند.