افزایش انتقال بار و سلول‌های خورشیدی کارآمدتر به کمک فناوری نانو

سلول‌های خورشیدی مبتنی بر پلاستیک‌های کامپوزیت نیمه‌رسانا و نانولوله‌های کربنی یکی از امیدوارکننده‌ترین فناوری‌های جدید برای تولید سلول‌های خورشیدی چاپی ارزان قیمت هستند. طبق تحقیقات فیزیک‌دانان دانشگاه اومئو سوئد، می‌توان ضمن حفظ توانایی انتقال بار، تعداد نانولوله‌های کربنی موجود در دستگاه را بیش از 100 برابر کاهش داد. این امر به لطف نانو مهندسی در لایه فعال در داخل دستگاه حاصل می‌شود. نتایج این تحقیق در مجله Nanoscale منتشر شده است.
سلول‌های خورشیدی

نانولوله‌های کربنی به عنوان جایگزین سیلیکون، برای استفاده در سلول‌های خورشیدی جذابیت بیشتری دارند. آن‌ها می‌توانند در یک پلیمر نیمه‌رسانا مخلوط شده و با استفاده از روش‌های ساده و ارزان برای ایجاد سلول‌های خورشیدی نازک و انعطاف‌پذیر از محلول لایه‌نشانی شوند. این ماده هیبرید به راحتی در سطح وسیعی پخش می‌شود و نانولوله‌ها رسانایی الکتریکی قابل توجهی دارند و می‌توانند به طور موثری بارهای الکتریکی تولید شده از انرژی خورشیدی را جدا و حمل کنند.

در اوایل سال جاری، دکتر دیوید باربرو و تیم تحقیقاتی وی در دانشگاه اومئو، برای اولین بار نشان دادند که اگر نانولوله‌های کربنی به صورت کنترل شده به یکدیگر متصل شوند و شبکه‌های نانومتری پیچیده‌ای را تشکیل دهند، می‌توان انتقال بار و در نتیجه انرژی الکتریکی قابل ملاحظه‌ای، بسیار بیشتر از آن‌چه قبلاً با استفاده از همان مواد امکان‌پذیر بود را به دست آورد. این بدان معناست که انتقال بارهای الکتریکی با اتلاف انرژی بسیار کمی اتفاق می‌افتد.

 در مطالعات قبلی گزارش شده است که برای مقدار نانولوله‌های کربن لازم برای انتقال بارهای الکتریکی کارآمد در یک دستگاه، یک آستانه نفوذ وجود دارد و در مقادیر کمتر از این آستانه، دستگاه کاملاً ناکارآمد شده و هیچ جریانی نمی‌تواند ایجاد کند.

در این مطالعه جدید، دکتر باربرو و تیم وی در دانشگاه اومئو نشان دادند که می‌توان این آستانه را در پلیمر نیمه‌رسانا بیش از 100 بار کاهش داد و هنوز هم با مقادیر بسیار کم نانولوله، جریان و انتقال بار قابل توجهی انجام داد، که در نتیجه هزینه‌های مواد به شدت کاهش می‌یابد.

نتایج ما از نظر بنیادی مهم هستند، اما از اهمیت عملی نیز برخوردار هستند. نانولوله‌های نیمه‌رسانای خالص، که برای دستگاه‌هایی با کارایی بالا ضروری هستند، هنوز هم برای تولید، بسیار گران و زمان‌بر هستند. دیوید باربرو می‌گوید «اکنون، دستگاه‌های مبتنی بر نانو کربن، مانند سلول‌های خورشیدی مبتنی بر نانولوله‌های کربنی، می‌تواند با تعداد بسیار کمتری از نانولوله‌های کربنی تولید شود و بنابراین هزینه‌های مواد بسیار کاهش یافته است.»

انتظار می‌رود نتایج جدید، توسعهٔ سلول‌های خورشیدی لایه‌نازک مبتنی بر نانو کربن ساخته شده از محلول را تسریع بخشد، که هر دو عامل هم در تولید نیرو موثرتر هستند و هم در مقایسه با سلول‌های خورشیدی امروزی هزینه کمتری برای تولید دارند.

 

 

ثبت رکوردی جدید در سلول خورشیدی

ثبت رکوردی جدید در سلول خورشیدی تاندم بر پایه سلول خورشیدی انعطاف‌پذیر CIGS

با همکاری شرکت آمریکایی MiaSolé Hi-Tech Corp و شرکت اروپایی Solliance Solar Research بازده تبدیل نیرو ۲۶.۵ درصدی در یک سلول خورشیدی تاندم ایجاد شد. این معماری ترکیبی از دو فناوری سلول خورشیدی با فیلم نازک است: یک سلول خورشیدی پروسکایت نیمه شفاف سخ...