شکسته‌شدن رکورد بهره‌وری سلول خورشیدی با ساختار جدید

16:49 ۷ روز و ۱۷ ساعت پیش ایسنا 46 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

علم و فناوری جهان
علم و فناوری جهان

آخرین اخبار

ذکری که عذاب قبر را 10 سال از اموات دور می کند
یکی از دغدغه‌هایی که ممکن است ذهن مومنان را درگیر خود کند، در امان بودن از عذاب قبر پس از مرگ است، چیزی که شاید گریبانگیر برخی بندگان شود.
6 نشانه ای که دوست و برادر واقعی باید داشته باشد
امام علی علیه السلام در کلامی گران‌بها نشانه‌های شش گانه برادر و دوست حقیقی را بیان فرموده‌اند.
چهره دیده نشده و متفاوت خانم بازیگر با لنز رنگی-عکس
نعیمه نظام دوست عکس زیر را در صفحه اش منتشر کرد.
عکس لاکچری بازیگران ایرانی کنار کلیسای زیبای روسی
عکسی که «لیندا کیانی» از سفرش به روسیه، در کنار دیگر هنرمندان ایرانی در صفحه شخصی خود منتشر کرده است را مشاهده می کنید.
وقتی چادر انقدر به خانم بازیگر می آید-عکس
بهار ارجمند عکس زیر را در اینستاگرامش منتشر کرد.
جدیدترین عکس خانم بازیگر کم کار
هانیه غلامی این عکس را در اینستاگرامش منتشر کرد.
شوخی بامزه «کامبیز دیرباز» با مدافع تیم اسپانیا-عکس
کامبیز دیرباز با انتشار این عکس در صفحه اش نوشت: داداش روت حساب کردیما.
استایل جدید و کاملا متفاوت خانم بازیگر در یک مراسم-عکس
عکسی از الناز حبیبی دیشب در اکران خصوصی فیلم دشمن زن را مشاهده می کنید.
عامل کشتار گرگ آشنویه محاکمه شده است
انتشار تصویر از لاشه خونین یک گرگ طی ساعت‌های گذشته در فضای مجازی، سبب شد علاقه‌مندان حیات وحش، خواهان برخورد قانونی با عامل کشتار این حیوان شوند.

پر بازدید ترین اخبار امروز

آیا تجربه تلخ برجام بس نبود که دم از مذاکره بی‌قید و شرط با آمریکا می‌زنند؟
دبیر سیاسی انجمن اسلامی دانشجویان دانشگاه امیرکبیر با اشاره درخواست برخی از اصلاح‌طلبان برای مذاکره با آمریکا، گفت: آیا برای این افراد تجربه تلخ برجام، و اثبات مجدد بدعهدی امریکا بس نبود؟
ذکری که عذاب قبر را 10 سال از اموات دور می کند
یکی از دغدغه‌هایی که ممکن است ذهن مومنان را درگیر خود کند، در امان بودن از عذاب قبر پس از مرگ است، چیزی که شاید گریبانگیر برخی بندگان شود.
ویدئو - تمرین یوزهای ایران، پیش از دیدار با اسپانیا
تیم ملی فوتبال ایران یک روز مانده به دیدار حساس خود برابر اسپانیا، آخرین تمرینات خود را در ورزشگاه «کازان آرنا» انجام داد. ملی‌پوشان فوتبال کشورمان طی این تمرینات، خود را برای دومین دیدار خود در جام جهانی ۲۰۱۸ روسیه آماده کردند.
مذاکرات سوری در سوچی برگزار می شود
مسکو-ایرنا-نماینده رئیس جمهوری روسیه در سوریه اعلام کرد که نشست سوریه در چارچوب مذاکرات آستانه ظرف روزهای 30 جولای تا 2 اوت (8 تا 11 مرداد) در سوچی برگزار می شود.
آمریکا از شورای حقوق بشر خارج شد
نیویورک- ایرنا- آمریکا در حمایت از رژیم صهیونیستی از شورای حقوق بشر سازمان ملل متحد خارج شد.
زادروز ˮفردریک هاپکینزˮ کاشف ویتامین
افزایش اعتراضات به فروش فناوری تشخیص چهره ˮآمازونˮ به پلیس
باتری‌های سدیمی و پتاسیمی، راهی برای ارزان‌تر شدن ذخیره انرژی
افزایش ریسک نقص‌های زمان تولد با مصرف قرص‌های حاوی لیتیوم
ساخت مینی‌اکوسیستم‌های قطره‌ای برای آزمایش داروها
چندین ساعت شنا در آب سرد با لباس جدید غواصی
در جام جهانی روسیه از چه فناوری‌هایی استفاده شده است
پریزهای هوشمند با فناوری یادگیری ماشین
شرکت‌های فضایی قادر به اعزام انسان به مریخ نخواهند بود
جدیدترین دستگاه تبدیل گفتار به متن برای ناشنوایان