لایه ضدانعکاس با کمک نانوچاپ روی سلول خورشیدی ایجاد شد

محققان نشان دادند که با استفاده از فناوری نانوچاپ می‌توان، لایه ضدانعکاس روی سطح سلول‌های خورشیدی ایجاد کرد بدون این که زیرلایه دچار آسیب شود.

سلول‌های خورشیدی مبتنی بر پروسکایت به دلیل مقرون به‌صرفه بودن و عملکرد فوق‌العاده به‌عنوان جانشین بالقوه سلول‌های سیلیکونی رایج در نظر گرفته می‌شوند. یکی از موانع اصلی برای پذیرش گسترده‌تر آنها، چالش‌های مربوط به کاهش اتلاف نوری در سلول‌های نسل بعدی است.

سلول‌های فتوولتائیک‌ در طول ۲۰ سال گذشته شاهد افزایش ۱۰۰۰ برابری در ظرفیت نصب بوده‌اند و سلول‌های مبتنی بر سیلیکون به محدودیت‌های کارایی خود نزدیک شده‌اند. سلول‌های مبتنی بر پروسکایت بیش از ۲۶ درصد راندمان ارائه داده و تولید آنها مقرون به‌صرفه است.

به تازگی دانشمندان یک روش نانو چاپ را برای ایجاد ساختارهای ضد انعکاس کارآمد بر روی سلول‌های پروسکایتی معرفی کردند که مقیاس‌پذیری و عملکرد را افزایش می‌دهد.

برای به حداقل رساندن تلفات نوری، سلول‌های سیلیکونی معمولاً با عوامل شیمیایی بسیار خورنده اچ می‌شوند، فرآیندی که الگوی هرمی میکروسکوپی را روی سطح ایجاد می‌کند و به‌طور موثر بازتاب کل دستگاه را کاهش می‌دهد و در نتیجه جریان تولید شده توسط دستگاه افزایش می‌یابد. متأسفانه، پروسکایت‌ها به بسیاری از مواد شیمیایی حساس هستند، به همین دلیل است که تاکنون از پوشش‌های ضد انعکاس مسطح کمتر استفاده شده است.

در مقاله منتشر شده در Advanced Materials and Interfaces دانشمندان از روش نانوامپرینتینگ برای ایجاد ساختار ضد انعکاس کارآمد با تقارن لانه زنبوری روی سلول خورشیدی پروسکایت استفاده کردند. این روش امکان تولید ساختارهای نانومتری را بر روی سطوح بسیار بزرگ، بیش از ۱۰۰ سانتی‌متر مربع فراهم می‌کند.

ماسیجی کراجیوسکی از دانشکده فیزیک در دانشگاه ورشو می‌گوید: «این رویکرد مقیاس‌پذیری را در فرآیند تولید دستگاه‌های با سطح بزرگ تضمین می‌کند، این موضوع در حال حاضر برای تولید انرژی از منابع انرژی تجدیدپذیر بسیار مهم است.»

علاوه‌بر افزایش کارایی، این گروه یک مزیت دیگر را نیز گزارش کرده‌اند. آنها نشان دادند که استفاده از این روش به لایه پروسکایت آسیب نمی‌زند و امکان استفاده از ساختارهای دیگر متناسب با معماری سلولی خاص را ممکن می‌سازد.

با به کارگیری روش نانوامپرینت مستقیم، امکان ساخت کل دستگاه در مقیاس بزرگ و در یک فرآیند واحد فراهم می‌شود که برای کاهش هزینه‌های کلی دستگاه بسیار مهم است.