محققان رکورد جدیدی در بازدهی سلول‌های خورشیدی پروسکایت ثبت کردند

محققان دانشگاه ملی استرالیا (ANU) با ابداع روشی نوین به رکورد جهانی جدیدی در بهره‌وری از سلول‌های خورشیدی پروسکایت دست پیدا کردند.

این مطالعه بر روی سلول‌های خورشیدی پروسکایتی که با استفاده از یک گروه خاص از مواد ارزان ساخته شده متمرکز شده بود. این گروه تحقیقاتی موفق به کسب ۲۱.۶ درصد بهره‌وری در تبدیل نور خورشید به برق شد که برای سلول‌های خورشیدی پروسکایت با اندازه بزرگتر از یک سانتی متر مربع رکورد جدیدی محسوب می‌شود.

به گفته «تام وایت» مدرس و محقق ارشد این تحقیق، آن‌ها موفق شدند با تطبیق تکنیکی که قبلاً در سلول‌های خورشیدی سیلیکونی موفقیت‌آمیز بوده به این موفقیت برسند. او در همین رابطه گفت: «یکی از مشکلات رایج در سلول‌های خورشیدی این است که هر نقصی در سلول می‌تواند الکترون‌ها را به دام بیندازد و انرژی حاصل از جذب نور خورشید را از آنها بگیرد.» یکی از راه‌های خنثی کردن این مشکل غیرفعال سازی سطح جاذب نور با یک لایه نازک از ماده دیگر است اما مشکل اینجاست که مواد مورد استفاده برای کاهش نقص‌ها اغلب رساناهای ضعیف برق هستند.

به گفته دکتر «جون پنگ» که راه حل این مشکل را ابداع کرده برخی از سلول‌های سیلیکون از سورا‌خ‌هایی برای عبور الکترون از این لایه‌های عایق استفاده می‌کنند و با این کار نوعی مسیر رسانا به وجود می آورند. در ادامه آن‌ها تصمیم گرفتند چنین فرایند مشابهی را با سلول‌های پروسکایت داشته باشند.

دکتر پنگ در ادامه توضیح داد که برای انجام این کار در سلولهای خورشیدی پروسکایت نیاز به سوراخ‌هایی در مقیاس نانومتر یعنی هزاران برابر کوچکتر از نمونه‌های ایجاد شده در سیلیکون داریم. بنابراین آنها به جای سوراخ، از میله‌هایی در مقیاس نانو استفاده کردند که در لایه عایق فرو می‌روند.

از آن جایی که این روش برای اولین بار در سلول‌های پروسکایت انجام می‌شود، محققان از شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای برای اثبات عملکرد آن استفاده کردند. دکتر «دنیل والتر» که کار مدل‌سازی پروژه را بر عهده داشت گفت: «پس از ایجاد سلول‌های خورشیدی، کاوش در داخل آنها دشوار خواهد بود. ما توانستیم با شبیه‌سازی اتفاقات داخل سلول توضیح دهیم که نانومیله‌ها چگونه عملکرد سلول را بهبود می بخشند.»

تام وایت در آخر عنوان کرد که این آزمایش را برای دستیابی به بازدهی بالاتر از پروسکایت ادامه خواهند داد. همچنین نتایج رکورد این تیم به طور مستقل توسط «آزمایشگاه عملکرد فتوولتائیک CSIRO» تأیید شد.