شکسته‌شدن رکورد بهره‌وری سلول خورشیدی با ساختار جدید

16:49 ۱۳۳ روز و ۸ ساعت پیش ایسنا 172 0
شکسته‌شدن رکورد بهره‌وری سلول خورشیدی با ساختار جدید

ساختار هرمی سطح سلول خورشیدی سیلیکون-پروسکایت، رکورد جدیدی را در بهره‌وری سلول‌های خورشیدی به جای گذاشت.

ایسنا

به گزارش ایسنا و به نقل از گیزمگ، سیلیکون سال‌هاست که ماده اصلی به کار رفته در سلول‌های خورشیدی است و دلیل خوبی هم دارد؛ ارزان، پایدار و کارآمد است.

متاسفانه سیلیکون از لحاظ نظری کمبودهایی دارد، اما همراه شدن آن با مواد دیگر می‌تواند توانایی‌های آن را زیاد کند.

در حال حاضر، محققان موسسه پلی‌تکنیک لوزان (EPFL) و مرکز الکترونیک و میکروتکنولوژی سوییس (CSEM)، یک تکنیک جدید برای ترکیب سیلیکون و پروسکایت برای ساخت سلول‌های خورشیدی ایجاد کرده‌اند و کارایی 25.2 درصد را گزارش کرده‌اند که یک رکورد برای این ترکیب است.

سلول‌های خورشیدی ساخته‌شده از سیلیکون موجود در بازار، حداکثر حدود 20 تا 22 درصد بهره‌وری دارند که بازدهی بدی نیست، اما فضای رشد بیشتر ندارد.

پروسکایت(Perovskite) در سال‌های اخیر به عنوان یک جایگزین مناسب و معقول به شمار می‌رود و از بهره وری 3.8 درصدی در سال 2009 به بهره‌وری بیش از 20 درصدی در سال 2016 رسیده است. با این حال، گرانتر از سیلیکون است و آن هم برای خود دارای یک سقف کارایی است.

ترکیب کردن پروسکایت و سیلیکون در یک سلول خورشیدی می‌تواند به نقاط قوت هر دو ماده کمک کند. پروسکایت در تبدیل نور سبز و آبی به برق بهتر عمل می‌کند، در حالی که سیلیکون متشکل از قرمز و مادون قرمز است، بنابراین با هم می‌توانند طیف گسترده‌ای را جذب کنند.

"فلورنت ساهلی" و "جرمی ورنر"، نویسندگان این مطالعه می‌گویند: با ترکیب این دو ماده، ما می‌توانیم استفاده از طیف خورشیدی را به حداکثر برسانیم و میزان تولید انرژی را افزایش دهیم. محاسبات و کارهایی که انجام داده‌ایم، نشان می‌دهد که کارایی 30 درصدی به زودی امکان‌پذیر است.

شکسته‌شدن رکورد بهره‌وری سلول خورشیدی با ساختار جدید

سلول خورشیدی جدید سیلیکون-پروسکایت به بازدهی 25.2 درصدی رسیده است. این رقم در میان انواع سلول‌های خورشیدی یک رکورد محسوب می‌شود. بیشترین بازدهی که در گذشته ثبت شده، از سلول خورشیدی ایندیوم در نوامبر 2016 بود که بهره‌وری 24.5 درصدی را ثبت کرد.

سطح سلول خورشیدی جدید به شکل هرم‌هایی با ارتفاع حدود پنج میکرون ساخته شده که اجازه می‌دهد تا نور را بیشتر و بهتر جذب کند.

برای پوشش قله‌ها و دره‌های سیلیکون به اندازه یکسان، محققان ابتدا از تبخیر استفاده کردند تا یک لایه پایه معدنی ایجاد شود که اهرام را پوشش دهد. سپس یک محلول آلی مایع به شکل پوشش اضافه می‌شود که به منافذ لایه پایه می‌رسد.

سرانجام محققان اینلایه‌ها رادر معرض دمای 150 درجه سانتی‌گراد (302 درجه فارنهایت) قرار می‌دهند که اجازه می‌دهد یک لایه پروسکایت در بالای صفحه کریستال شود و یک لایه نازک را تشکیل دهد که تمام سطح سیلیکون را پوشش می‌دهد.

محققان می‌گویند که این روند نسبتا ساده است و می‌تواند تنها با چند مرحله اضافی در خطوط تولید موجود مورد استفاده قرار گیرد. این باعث می‌شود که سلول‌های خورشیدی جدید تولید شوند، بدون اینکه هزینه‌ها به طور محسوسی افزایش پیدا کند.

این تحقیق در مجلهNature Materialsمنتشر شده است.


گروه های زیر مجموعه علمی دانشگاهی

صنفی، فرهنگی
صنفی، فرهنگی

آخرین اخبار

ششمی ایران در کشتی آزاد قهرمانی جهان
در پایان رقابت‌های کشتی آزاد قهرمانی جهان ۲۰۱۸ روسیه، آمریکا و گرجستان اول تا سوم شدند و ایران نیز با سه برنز و ۶۵ امتیاز و نمایشی ضعیف در جایگاه ششم قرار گرفت.
درگیری کادر فنی دو تیم در شب جنجالی خبرنگاران
کادر فنی دوتیم پرسپولیس و السد قطر بر سر حرکات توپ جمع کن بازی درگیری لفظی پیدا کردند.
آلکاسر: در بارسلونا وقتم را تلف نکردم
پاکو آلکاسر، مهاجم اسپانیایی پس از دو سال ناموفق در بارسا به صورت قرضی راهی دورتموند شده و در این تیم به روزهای اوجش در والنسیا بازگشته است.
تقابل پرسپولیس و السد به روایت آمار
آمار دیدار تیم‌های فوتبال پرسپولیس و السد قطر نشان می‌دهد که نماینده قطر، برتری نسبی نسبت به سرخپوشان داشته است.
بیرانوند، بهترین بازیکن دیدار پرسپولیس - السد
علیرضا بیرانوند به عنوان بهترین بازیکن دیدار تیم‌های فوتبال پرسپولیس و السد قطر انتخاب شد.
اشک‌های بازیکنان پرسپولیس پس از صعود
بازیکنان تیم فوتبال پرسپولیس پس از برتری برابر السد اشک شوق ریختند.
حضور تاج و گرشاسبی در رختکن سرخ‌پوشان
مهدی تاج و حمیدرضا گرشاسبی در رختکن تیم فوتبال پرسپولیس حاضر شدند.
پیام تبریک سلطانی‌فر برای صعود پرسپولیس
وزیر ورزش و جوانان راهیابی تیم فوتبال پرسپولیس به دیدار فینال لیگ قهرمانان آسیا را موفقیت ملی و پیروزی بزرگ ورزشی برای ملت ایران دانست.
واکنش AFC به صعود پرسپولیس به فینال
صفحه رسمی مسابقات لیگ قهرمانان آسیا به صعود تیم فوتبال پرسپولیس به فینال لیگ قهرمانان آسیا واکنش نشان داد.

پر بازدید ترین اخبار امروز

آخوندی متن استعفای خود را منتشر کرد
تهران- ایرنا - عباس آخوندی وزیر راه و شهرسازی متن استعفای خود از مقام وزارت را که دهم شهریورماه سال جاری نوشته شد امروز (شنبه) منتشر کرد و در آن آورده است با توجه به اختلاف نظر در شیوه بازآفرینی شهری خواهان کناره گیری از همراهی با هیات دولت دوازدهم است.
6 راهکار کلیدی پیامبر(ص) برای داشتن دنیا و آخرت-از افزایش روزی تا عمر طولانی
حجه الاسلام والمسلمین علیرضا توحیدلو، چند حدیث و روایت خواندنی را نقل کرده اند، که در ادامه می خوانید.
ادامه کری خوانی تیلور برای حسن یزدانی
با برگزاری مراسم قرعه کشی ۴ وزن نخست کشتی آزاد قهرمانی جهان ۲۰۱۸ در بوداپست مجارستان، همه نگاه‌ها به مصاف حساس حسن یزدانی مقابل دیوید تیلور و حسین خانی مقابل جردن باروز، ۲ چهره شاخص کشتی آمریکا خواهد بود.
به یاد مرتضی کیوان و پوری سلطانی
«زن عزیزم یادت باشد که عمو تیغ‌تیغی تو راه را تا به آخر طی کرد». این آخرین جملات وصیت‌نامه مرتضی کیوان در ساعت ۳:۳۰ بامداد ۲۷ مهرماه ۱۳۳۳ بود که خطاب به همسرش، پوری سلطانی، نوشت. اگرچه فقط مرتضی کیوان نبود که در سحرگاه ۲۷ مهرماه اعدام شد؛ به همراه او ۲۶ نفر دیگر از افسران هم اعدام شدند.
قیمت طلا، قیمت سکه و قیمت ارز امروز ۹۷-۰۷-۲۵
قیمت سکه تمام بهار آزادی در بازار تهران به ۴ میلیون و ۳۵۰ هزار تومان کاهش یافت.
دست خط خودتان را دیجیتالی کنید
فروش نقاشی هوش مصنوعی در حراجی ˮکریستیزˮ
ابداع ترکیب جدیدی برای مبارزه با یک اختلال ژنتیکی
سهل‌انگاری ناسا موجب از دست رفتن یادگاری‌ها شده است
فیلی که قادر به کار با تبلت است
میکروب‌ها تا سال ۲۰۵۰ جان ۱۰میلیون نفر را می‌گیرند
احتمالا سطح زیرین مریخ سرشار از اکسیژن است
فضاپیمای ˮهابلˮ بازیابی می‌شود
ویدئو - طولانی‌ترین پل دریایی جهان در چین
ظرف هوشمندی که فاسد شدن مواد غذایی را اطلاع می‌دهد