پانل‌های خورشیدی قابل چاپ مبتنی بر فناوری‌نانو

مؤسسه فرانهوفر پانل خورشیدی خود را در نمایشگاه نانوتِک ۲۰۰۸ ـ که بزرگ‌ترین نمایشگاه فناوری‌نانو در جهان است ارائه می‌کند. این پانل خورشیدی که در مسابقه بازاریابی نانوتِک آلمان نیز ارائه خواهد شد، به‌اندازه و شکل یک در است که ارتفاع آن دو متر و پهنای آن ۶۰ سانتی‌متر است. جزء اصلی و کلیدی این پانل خورشیدی جدید، یک رنگدانه آلی است که در ترکیب با نانوذرات، نور خورشید را به الکتریسیته تبدیل می‌کند.

مؤسسه فرانهوفر پانل خورشیدی خود را در نمایشگاه نانوتِک ۲۰۰۸ ـ که بزرگ‌ترین
نمایشگاه فناوری‌نانو در جهان است ارائه می‌کند. این پانل خورشیدی که
در مسابقه بازاریابی نانوتِک آلمان نیز ارائه خواهد شد، به‌اندازه و
شکل یک در است که ارتفاع آن دو متر و پهنای آن ۶۰ سانتی‌متر است. جزء
اصلی و کلیدی این پانل خورشیدی جدید، یک رنگدانه آلی است که در ترکیب
با نانوذرات، نور خورشید را به الکتریسیته تبدیل می‌کند.

این پانل خورشیدی به‌واسطه اندازه ریز نانوذرات به کاررفته در آن، نیمه‌شفاف
است. نیمه‌شفاف بودن، آن را برای استفاده در نمای ساختمان، مناسب کرده‌است.
این نمونه پانل خورشیدی ساخته‌شده به‌وسیله محققان مؤسسه فرانهوفر، به
رنگ زرد کهربایی است. تولید این پانل‌های خورشید در رنگ‌های دیگر ممکن
است و حتی می‌توان روی این پانل‌ها تصاویر یا متن‌هایی را چاپ کرد؛ به
طوری که آن را به‌عنوان یک عنصر تزئین‌کننده می‌توان استفاده کرد.
این انتخاب‌ها در نوع طرح، یک محدوده کاملاً جدیدی از کاربردها را ممکن
می‌سازند. به جای نصب این پانل خورشیدی روی پشت‌بام یک ساختمان، این
تولیدکننده الکتریسیته می‌تواند در نمای شیشه‌ای ساختمان به کار رود؛
در این حالت، این فناوری جدید نه تنها از ورود مستقیم نور خورشید به
داخل ساختمان جلوگیری می‌کند، بلکه در همان زمان از این نور خورشید برق
تولید می‌کند.
آدریاس هینسخ، فیزیک‌دان مؤسسه فرانهوفر گفت:«ما این پانل خورشیدی
رنگدانه‌ای را به‌عنوان رقیبی برای پیل سیلیکونی مرسوم نمی‌بینیم. این
نوع پانل‌های خورشیدی فقط به بازده چهار درصدی می‌رسند که در مقایسه با
پانل‌های خورشیدی سیلیکونی بلوری، برای کاربردهای پشت‌بامی مناسب
نیستند. از طرف دیگر، این پانل‌های خورشیدی رنگدانه‌ای هنگامی که در
ترکیب نمای ساختمان استفاده شوند، مزیت‌های مشخصی دارند.»
این فیلم نازک ویفری تولید‌کننده الکتریسیته ـ که در بین دو پنجره شیشه‌ای
قرار داده می‌شود ـ از نانوذرات تولید می‌شود و با استفاده از یک روش
چاپی به کار برده می‌شود. این روش، چاپ هر تصویری را روی این پانل
خورشیدی ممکن می‌سازد. یک نمای شیشه‌ای ساختمان ساخته‌شده‌ از این مواد،
می‌تواند یک طرح جالب تزئینی و تبلیغاتی داشته باشد و در عین حال، از
نور خورشید الکتریسیته تولید کند.
یک چالش عملی که این فناوری جدید با آن روبه‌رو است، این است که فاصله
باریک بین دو پنجره شیشه‌ای باید به‌شدت آب‌بندی شود؛ به قدری که هیچ
هوایی نتواند وارد شود، چون هوا می‌تواند مواد واکنش‌دهنده داخل این
فضا را تخریب کند. متخصصان فرانهوفر یک راه حل ویژه برای این مشکل پیدا
کرده‌اند. آنها تصمیم گرفته‌اند که به جای استفاده از چسب‌های پلیمری،
از رقیب آنها یعنی خمیر(frit) شیشه‌ استفاده کنند. پودر شیشه‌ای در
پایان، روی این پنجره‌ها چاپ شده و در دمای حدود شش‌صد درجه سلسیوس با
آنها ترکیب و گداخته می‌شود. آزمایش‌های خستگی تحت شرایط متنوع آب و
هوا، نشان داده‌اند که این پانل‌های خورشیدی حتی بعد از چندین هزار
ساعت، عملکرد مناسبی دارند. هرچند این پایداری طولانی‌مدت باید در عمل
نیز تأیید شود.