شکسته‌شدن رکورد بهره‌وری سلول خورشیدی با ساختار جدید

16:49 ۶۹ روز و ۲۰ ساعت پیش ایسنا 134 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

گفتگو با عبدالله رئیسی؛ فتح قله کنکور از قعر محرومیت
عبدالله رئیسی رتبه ۲ کنکور، آقازاده واقعی ایران؛ از یک روستای بی نام و نشان سراوانِ سیستان و بلوچستان، که آب و غذا برایشان کمیاب است و قلم و دفتر نایاب … هزاران سلام به تو و پشتکارت.
سربلندانِ پر غرور؛ فرماندهانی که به جنگ تحمیلی پایان دادند
تا لمسش نکرده باشی، نمی‌دانی چیست، تفاوت دارد با تمام قصه‌ها و غصه ها، گلوله‌های داغ شوخی ندارند، موشک‌ها و خمپاره‌ها فرق نمی‌گذارند بین سربازان با زنان و بچه ها، بمب‌های لعنتی، یکسان می‌بارند روی سر همه و جانبازِ شیمیایی، یادگاری می‌گذارند برای همسران شان، نمی‌توانی خودت را بتکانی، جِر بزنی و بگویی از اول!
برترین‌ها پلاس؛ از دریای خزر تا #فرزندت_کجاست؟
«برترین‌ها پلاس» یک ویژه برنامه ویدئویی است که سه شنبه هر هفته از مجله اینترنتی برترین‌ها پخش می‌شود. در این برنامه، خبر‌های داغ و متنوع از سراسر دنیا مطرح می‌شود و همه افراد با هر سلیقه و یا هر سن و سالی می‌توانند برنامه مورد علاقه خودشان را در «برترین‌ها پلاس» ببینند.
تاثیر «فریدا کالو» بر صنعت مد و فشن امروز
فریدا کالو، نقاش مکزیکی و یکی از زنان نامدار تاریخ هنر معاصر می باشد که به‌ خاطر خودنگاره‌ های هنرمندانه ‌اش، مشهور شده است. ما با تابلوهای نقاشی او می توانیم به سبک لباس پوشیدن اش پی ببریم. او معمولا تل های سر گلدار، موهایی گیس کرده، لباسی گلدار، جواهراتی منحصر بفرد و زیبا و پیراهن هایی گلدوزی شده به تن می کند.
بهترین رژگونه‌ها برای رنگ پوست شما
رژگونه نقش تکمیل کننده آرایش صورت را دارد و وقتی مقدار کمی رژگونه روی سیب گونه می زنیم اعتماد به نفس مان بیشتر می شود. اما نکته مهم در استفاده از رژگونه این است که رنگ رژگونه مناسب رنگ پوست مان انتخاب کنیم.
دادن شانس دوباره به همسر خیانت‌کار؟
شاید این خیانت توسط یک پارتنر جدی در زندگی‌تان که به او اعتماد کرده بودید انجام شده باشد. شاید هم همسرتان به خیانت‌های خود در روابط قبل از شما اعتراف کرده باشد. حسابی شوکه شده‌اید و قلبتان شکسته است و این کلیشه مدام در ذهنتان تکرار می‌شود، «کسی که یک‌بار خیانت کند باز هم مرتکب خیانت خواهد شد.»
زهرا کیانی در تالو بانوان ایران تاریخ ساز شد
زهرا کیانی با کسب مدال نقره بازی های آسیایی جاکارتا به نخستین بانوی تالوکار ایران تبدیل شد که در این رویداد مهم به مدال دست می یابد.
بدشانسی رکابزن ایران با پارگی زنجیر
پاره شدن زنجیر دوچرخه سوار ایرانی، مانع از رسیدن وی به مدال بازی های آسیایی شد.
شجاعی: در روئینگ ۴ نفره منتظر مدال باشید
ملی‌پوش روئینگ ایران گفت: رقابت سختی در ماده تک نفره داشتم اما در روئینگ 4 نفره منتظر مدال خوشرنگ باشید.
زهرا نعمتی در مرحله مقدماتی سی‌و یکم شد
در نخستین روز از رقابت‌های تیروکمان بازیهای آسیایی ۲۰۱۸ جاکارتا و در مرحله مقدماتی ریکرو انفرادی زنان، زهرا نعمتی تنها نماینده ایران در جدول رده‌بندی مرحله مقدماتی سی و یکم شد.

پر بازدید ترین اخبار امروز

آشکار شدن محل شکافته شدن خانه کعبه
مجید یراق بافان مجری شبکه قرآن با انتشار این عکس در صفحه اش نوشت: نقابش را ز کعبه باد برداشت.
تاجزاده: با آنهایی که رأی نمی‌دهند، موافقم!- «رضا کیانیان» در ۶۶ سالگی آلزایمر گرفت
یک فعال اصلاح‌طلب گفت: حمایت از روحانی به جایگاه ما خدشه زد.
مربی‌ تیم ملی کشتی فرنگی: کسب دو یا سه طلا دور از دسترس نیست
مربی تیم‌ ‌ملی کشتی فرنگی درباره قرعه فرنگی‌کاران، گفت: کشتی‌گیری که مدال طلا می‌خواهد نباید دنبال قرعه آسان باشد.
مهیار صداقت فینالیست تفنگ سه وضعیت شد
مهیار صداقت در ماده تفنگ سه وضعیت مردان بازی های آسیایی ۲۰۱۸ به فینال رسید.
هوش مصنوعی ˮفیس‌بوکˮ، به فرآیند ام‌.آر.آی سرعت می‌بخشد
تبدیل گروه‌های خونی A و B به O ممکن می‌شود
خودکفایی 3‌بعدی!
بر فضاپیمای ˮجمینیˮ چه گذشت؟
وضعیت اهدای مغز در کشورهای دیگر چگونه است؟
شانس بالای وجود آب مایع در خارج از منظومه‌شمسی
ساخت نسل بعدی ابررایانه‌ها، نزدیک‌ است
اتحاد پهپادهای خودران بر ضد ماهی‌گیری غیرقانونی
ماهواره هواشناسیˮ آیولوسˮ بامداد چهارشنبه پرتاب می‌شود
روسیه موشک فضایی پیر خود را تا 2024 عوض نمی‌کند