پیل‌های خورشیدی سیاه برای آینده‌ای سبزتر

نسل آینده پیل‌های خورشیدی ممکن است کاملاً سیاه به نظر برسند؛ زیرا کل نور فرودی را جذب می‌کنند؛ این مطلب، نتیجه تحقیقی است که اخیراً یک گروه تحقیقاتی از دانشگاه ویرجینیا انجام داده‌اند و از سوی این دانشگاه، ۳۰هزار دلار گرنت، دریافت کرده‌اند. این گروه بافت‌های سطحی نانومقیاسی ساخته‌اند که در کل طیف نور خورشید و صرف‌نظر از زاویه فرودی، کمتر از &#۱۷۷۷ درصد از انرژی خورشیدی را بازمی‌تابانند و به کمک آنها می‌توان علاوه بر کاهش هزینه‌های ساخت پیل‌های خورشیدی، بازده آنها را &#۱۷۷۸ تا &#۱۷۷۹ درصد افزایش داد.

نسل آینده پیل‌های خورشیدی ممکن است کاملاً سیاه به نظر برسند؛ زیرا کل نور
فرودی را جذب می‌کنند؛ این مطلب، نتیجه تحقیقی است که اخیراً یک گروه تحقیقاتی
از دانشگاه ویرجینیا انجام داده‌اند و از سوی این دانشگاه، ۳۰هزار دلار گرنت،
دریافت کرده‌اند. این گروه بافت‌های سطحی نانومقیاسی ساخته‌اند که در کل طیف
نور خورشید و صرف‌نظر از زاویه فرودی، کمتر از یک درصد از انرژی خورشیدی را
بازمی‌تابانند و به کمک آنها می‌توان علاوه بر کاهش هزینه‌های ساخت پیل‌های
خورشیدی، بازده آنها را ۲ تا ۳ درصد افزایش داد.

هم‌اکنون انرژی خورشیدی بازار رو به رشدی دارد و میزان رشد سالانه بازار آن در
سال‌های اخیر ۴۰ درصد بوده‌است. پیل‌های خورشیدی کنونی حدود ۳۰ درصد از انرژی
نوری را که به سطح آنها می‌رسد، بازمی‌تابانند؛ اما گروه مذکور به کمک یک
فرایند بافتِ لیزری، بافت‌های سطحی نانومقیاس بسیار کوچکی ساخته‌اند که این
اتلاف انرژی را در کل طیف نور خورشید و مستقل از جهت تابش نور، به کمتر از یک
درصد کاهش می‌دهند. علاوه بر افزایش بازده نهایی پیل‌های خورشیدی، استفاده از
چنین فرایند بافتِ لیزری‌ می‌تواند هزینه‌های ساختِ پیل‌ را نیز کاهش دهد. از
آنجایی که هم‌اکنون از لیزرها در ساخت پیل‌های خورشیدی استفاده می‌شود، می‌توان
فرایند بافتِ مذکور را به‌صورت اتوماتیک درآورد و از عملیات‌های شیمیایی
خطرناکی که هم‌اکنون برای کاهش بازتابش مورد استفاده قرار می‌گیرند، اجتناب
نمود.

فرایند بافتِ لیزری مذکور(که در بنیادِ پتنت دانشگاه ویرجینیا ثبت گردیده‌است)
به‌وسیله یکی از اعضای گروه یادشده به نام مول گوپتا ـ‌که یک پروفسور مهندسی
برق و رایانه است‌ـ ابداع شده‌است. بافتِ ساخته‌شده به این روش که گوپتا آن را
«نانومیخ» می‌نامد، ظاهری مشابه با شن‌های سطح کاغذ سنباده دارد. برآمدگی‌ها و
فرورفتگی‌های بافت، مساحتِ سطح آن را به میزان چشمگیری افزایش داده، بازتابش
نور را کاهش می‌دهند؛ البته نانومیخ‌های مذکور بسیار کوچک‌تر از شن‌های کاغذ
سنباده هستند و طول آنها بین ده تا صد میکرومتر است.

گوپتا اظهار داشت که افزایش ۳۰ درصدی حاصله در جذب نور سطح نانومیخی، به ساخت
پیل‌های خورشیدی‌ای می‌انجامد که بازده آنها نهایتاً ۲ تا ۳ درصد بیشتر است..
وی گفت:«ممکن است چنین ارتقایی چندان بزرگ به نظر نرسد؛ اما در صنعت ابزارهای
خورشیدی، ارتقای یک درصدی در بازده، یک پیشرفت بزرگ است».

گوپتا و گروهش از نتایج این تحقیق در پی‌ریزی طرح دیگری که گرنت بزرگ‌تری را از
گروه انرژی و بنیاد ملی علوم دریافت می‌کند، بهره خواهند گرفت. گوپتا امیدوار
است که نانومیخ‌های کوچک وی در رفع مشکلات کنونی بخش انرژی استفاده شود. وی
گفت:«برای اینکه این امیدواری‌ها از حد نظری خارج و به شکل عملی درآید، لازم
است تا مقداری داده اولیه داشته باشیم. هم‌اکنون باید محققان را برای بررسی
مشکلات انرژی که اثر اجتماعی درخور توجهی نیز دارند، تجهیز نمود.» وی در خصوص
آینده فناوری انرژی خورشیدی گفت:«اگر این انرژی در ۲۰ تا ۳۰ سال آینده، ۵ تا ۱۰
درصد از انرژی دنیا را تأمین کند، صنعت انرژی خورشیدی به یک صنعت
عظیم‌ـ‌بزرگ‌تر از صنعت میکروالکترونیک‌ـ تبدیل خواهد شد.»