استفادهي بهتر از نور خورشيد با کمک نانوذرات
طبق مطالعهاي که در دانشگاه کاليفرنيا انجام شده است، نانوذرات فلزي ميتوانند بهبود قابل توجهي در بازده انواع خاصي از پيلهاي خورشيدي ايجاد کنند. محققان اين دانشگاه ميگويند وقتي نانوذرات سيليکا (اکسيد سيليکون) بر روي پيلهاي خورشيدي از نوع InP/GaAsP نشانده شود، بازده تبديل انرژي آنها تا 17 درصد افزايش مييابد.
يکي از موانع اصلي تجاريسازي ابزارهاي فوتوولتائيک، پايين بودن ضريب تبديل انرژي خورشيد د رمواد سازندي آنهاست. اين ضريب به صورت نسبت انرژي الکتريکي خروجي از ماده به انرژي تشعشعات خورشيدي ورودي به آن بيان ميشود. انرژي الکتريکي خروجي از سلول خورشيدي، برحسب ميزان جريان و ولتاژ قابل دريافت از آن اندازهگيري ميشود.
محققان بري افزايش راندمان، بايد از موادي استفاده کنند که هم فوتونها را از نور خورشيد به خوبي جذب کند و هم حاملهاي بار (الکترونها و حفره ها) را که هنگام جذب فوتونها ايجاد ميشوند به خوبي جمع کند. براي هدف اول نياز است از لايهاي با ضخامت زياد (يک ميکرومتر يا بيشتر) استفاده شود که ساختار چاه کوانتومي داشته باشد، در حالي که براي هدف دوم بايد ضخامت لايه نازکتر (در حد 2/0 تا 3/0 ميکرومتر) باشد.
نکتهي کليدي در مطالعهي جديد، ايجاد تعادل بين اين دو حالت متناقض است. يکي از اين محققان ميگويد: " ما تشخيص داديم که يک منطقهي چاه کوانتومي که بر روي زيرلايهي InP تشکيل ميشود، يک موجبر صفحهاي (slab waveguide) ايجاد ميکند. بنابراين فوتونها ميتوانند در جهتي موازي با سطح سلول خورشيدي، درون اين موجبر پخش شوند. لذا امکان جذب فوتونهاي بيشتر فراهم ميشود. اين راهکار در لايههاي چاه کوانتومي نازک نيز کارايي دارد.
محققان نشان دادند که با تفرق نور از نانوذرات فلزي يا دي الکتريک که به آساني بر سطح سلول خورشيدي نشانده ميشوند، فرايند تبديل نور به انرژي الکتريکي کامل ميشود.
هر چه ميزان نوري که يک سلول جمع ميکند بيشتر باشد، راندمان و در نتيجه جريان برق توليدي از آن افزايش خواهد يافت، و نانوذراتي که بر سطح پيلها نشانده ميشوند، کمک ميکنند تا نور بيشتري جمع شود.
اين تيم اکنون به دنبال استفاده از موادي با ضريب شکست پايينتربه عنوان زيرلايه است تا همچنان راندمان جذب نور را افزايش دهد.
نتايج اين پژوهش در مجلهي Applied Physics Letters منتشر شده است.
به نقل از نانو
منبع : http://nanotechweb.org/cws/article/tech/36935
استفادهي بهتر از نور خورشيد با کمک نانوذرات
-
عضویت : جمعه ۱۳۸۶/۶/۲ - ۲۱:۰۷
پست: 1412-
سپاس: 6