تولید سلولهای خورشیدی تمام کربنی

محققان موسسه فناوری ماساچوست دست به ساخت یک نوع جدید از سلول فتوولتائیک از نانولوله‌های کربنی زده‌اند که انرژی خورشید را در ناحیه طیفی نزدیک به مادون قرمز که سلولهای سلیکونی خورشیدی متداول قادر به انجام آن نیستند را می‌گیرند.

به گزارش سرویس فناوری خبرگزاری دانشجویان ایران(ایسنا)، این طراحی جدید بدین معنی است که بازده سلولهای خورشیدی می‌تواند تا حد زیادی افزایش یافته و فرصت برای عمومی‌تر کردن منبع انرژی خورشیدی را ارتقا خواهد بخشید.

سلول خورشیدی جدید تولید شده توسط این محققان، نتیجه پیشرفت‌های اخیر در تولید نانولوله‌های کربنی بوده است. همچنین این فناوری به نمایش گونه دیگری از کربن، یک فولرن موسوم به C60‌ یا فولرن باکمینستر پرداخته است.

نانولوله‌ها باید بسیار خالص، تک دیواره و دارای پیکربندی متقارن مشابه باشند. این ماده در برابر نور مرئی شفاف بوده و باید بر روی سلولهای سیلیکونی برای شکل دادن به یک سلول هیبریدی قرار بگیرند که در حالت تئوری می‌تواند بیشتر انرژی موجود در نور خورشید را جذب کند.

این اولین بار نیست که دانشمندان از نانولوله‌های کربنی برای ساخت سلولهای خورشیدی استفاده می‌کنند، اما این محققان دریافتند که این سلولهای تماما کربنی در هوا ثابت بوده از این رو نیازی به یک لایه پلیمر برای نگهداشتن نانولوله‌ها در کنار یکدیگر در موقعیت خاص ندارند.

این ویژگی یک مرحله را در فرایند تولید حذف کرده که تاکنون باعث پیچیده‌تر شدن آن بود. این سلولها به میزان نسبتا کوچکی از کربن بسیار خالص نیاز داشته که منجر به یک محصول پایانی سبکتر می‌شود.

به گفته دانشمندان، نقاط روشن و خوش‌بینانه زیادی در این پژوهش وجود دارد. اگرچه دستگاههای اثبات مفهوم تاکنون به بازدهی تنها 0.1 درصد دست یافته‌اند اما محققان اکنون توانسته‌اند برخی منابع ناکارآمدی را شناسایی کنند. برای مثال آنها متوجه شده‌اند که ترکیبات همگن نانولوله‌های کربنی کارآمدتر از نمونه‌های ناهمگن هستند. ترکیب نانولوه‌های تک دیواره و چند دیواره نیز راه حل خوبی نیست.

دانشمندان یقین دارند که در نزدیکی ساخت سلولهای خورشیدی نزدیک به مادون قرمز با کارایی بالا بوده و اشاره کرده‌اند که حتی یک سلول با کارایی پایین که در این منطقه کار کرده و به ضبط انرژی که سلولهای امروزی هدر می‌دهند می‌پردازد، در صورت هزینه پایین ارزشمند خواهد بود.

این محققان که پژوهش آنها در مجله Advanced Materials منتشر شده اکنون در حال کار بر روی راه‌هایی برای کنترل بهتر شکل و ضخامت لایه‌های ماده هستند.

ایسنا