شکسته‌شدن رکورد بهره‌وری سلول خورشیدی با ساختار جدید

16:49 ۳۴۲ روز و ۹ ساعت پیش ایسنا 297 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 ایران
علم و فناوری ایران

آخرین اخبار

رضا مهماندوست: تیم ایران باید درخواست ویزای سریع می‌داد- ۹ ماه است از آذربایجان حقوق نگرفته‌ام
سرمربی ایرانی تیم ملی تکواندو آذربایجان با بیان اینکه فدراسیون تکواندو دیر برای گرفتن ویزای اعضای تیم اقدام کرد، گفت: نتایج کسب شده ارتباطی با بحث ویزا نداشت.
ضعف‌های اساسی استقلال مقابل العین که کار دستش نداد!
پیشکسوت استقلال معتقد است این تیم با این که مقابل العین به پیروزی رسید اما ضعف‌های مهمی در بازی با حریف اماراتی از خود نشان داد.
ˮجهان فوتبال عزادار شد؛ ژاوی کفش هایش را آویختˮ
رسانه های اسپانیایی خداحافظی هافبک السد از جهان فوتبال را اتفاقی تلخ برای این رشته دانستند و تقدیر از این بازیکن را در ورزشگاه آزادی برجسته کردند.
مجیدی: هر کمکی بتوانم به استقلال می‌کنم- می‌توانستیم گل‌های بیشتری بزنیم
سرمربی استقلال گفت: اگر پنالتی ما گل می‌شد، گل‌های بیشتری به العین می‌زدیم.
تبریزی: مصمم به شکست العین بودیم
برترین بازیکن دیدار تیم‌های استقلال و العین می‌گوید هم تیمی‌هایش مصمم به شکست دادن نماینده امارات بودند.
بازی پایاپای استقلال و العین در شب پیروزی شاگردان مجیدی
استقلال با استفاده بهتر از موقعیت‌هایش توانست العین را شکست دهد.
استقلال بالاخره کامبک زد- حذف آبرومندانه شاگردان مجیدی از لیگ قهرمانان
استقلال در آخرین بازی‌اش در مرحله گروهی لیگ قهرمانان آسیا العین را شکست داد.
سانحه در میکسدزون ورزشگاه آزادی + عکس
در جریان مصاحبه بازیکنان در میکسدوزن ورزشگاه آزادی، سانحه‌ای به وقوع پیوست.
سروش رفیعی به ژاوی چه گفت؟
هافبک پرسپولیس می‌گوید به ژاوی گفته که می‌توانست دو سال دیگر به فوتبالش ادامه دهد.
آذرخش چهار نفر را در ایذه خوزستان مصدوم کرد
اهواز - ایرنا - مسئول مرکز فوریت‌های پزشکی ایذه در شمال شرق استان خوزستان گفت: اصابت صاعقه موجب مصدومیت چهار نفر در روستای قلعه گژدم این شهرستان شد.

پر بازدید ترین اخبار امروز

رضا مهماندوست: تیم ایران باید درخواست ویزای سریع می‌داد- ۹ ماه است از آذربایجان حقوق نگرفته‌ام
سرمربی ایرانی تیم ملی تکواندو آذربایجان با بیان اینکه فدراسیون تکواندو دیر برای گرفتن ویزای اعضای تیم اقدام کرد، گفت: نتایج کسب شده ارتباطی با بحث ویزا نداشت.
ضعف‌های اساسی استقلال مقابل العین که کار دستش نداد!
پیشکسوت استقلال معتقد است این تیم با این که مقابل العین به پیروزی رسید اما ضعف‌های مهمی در بازی با حریف اماراتی از خود نشان داد.
ˮجهان فوتبال عزادار شد؛ ژاوی کفش هایش را آویختˮ
رسانه های اسپانیایی خداحافظی هافبک السد از جهان فوتبال را اتفاقی تلخ برای این رشته دانستند و تقدیر از این بازیکن را در ورزشگاه آزادی برجسته کردند.
مجیدی: هر کمکی بتوانم به استقلال می‌کنم- می‌توانستیم گل‌های بیشتری بزنیم
سرمربی استقلال گفت: اگر پنالتی ما گل می‌شد، گل‌های بیشتری به العین می‌زدیم.
تبریزی: مصمم به شکست العین بودیم
برترین بازیکن دیدار تیم‌های استقلال و العین می‌گوید هم تیمی‌هایش مصمم به شکست دادن نماینده امارات بودند.
خودروهای خودران سرعت عبور و مرور را افزایش می‌دهند
میلیون‌ها انسان و حیوان در معرض خطر ابتلا به سیاه‌زخم هستند!
غیرفعال کردن ژن سرطان با کلم بروکلی
اختصاص وام ۲۵ میلیون یورویی اروپا برای مقابله با مقاومت آنتی‌بیوتیکی
تاثیر مثبت قهوه بر روده‌
رباتی با قابلیت‌های پهپاد و خودرو+فیلم
درمان زخم‌های عفونی با برق!
کاهش خطر مرگ ناشی از سرطان پستان با مصرف میوه و حذف چربی
محققان بلندترین صدای ممکن را تولید کردند
مهاجرت دولت کره جنوبی به سیستم عامل لینوکس