محققان آزمایشگاه ملی برکلی لاورنس به روش جدیدی برای کاهش هزینه‌های پیل‌های خورشیدی دست یافته‌اند. استفاده از نانوسیم‌های سیلیکونی برای به‌دام‌اندازی بهتر نورخورشید عامل اصلی موفقیت این محققان است.
نانوسیم‌ها هزینه پیل‌های خورشیدی را کاهش می‌دهند
پیل‌های خورشیدی ساخته‌شده از سیلیکون در معادلات انرژی سبز تجدید‌پذیر آینده،
اهمیت زیادی داشته و نویددهنده می‌باشند؛ اما تاکنون این وعده به واقعیت نزدیک نشده
است. در حالی که فتوولتائیک‌های سیلیکونی کنونی می‌توانند با راندمان بالایی نور
خورشید را به الکتریسیته تبدیل کنند، هزینه این پیل‌های خوشیدی، استفاده آنها در
مقیاس بزرگ را غیرممکن کرده است. اکنون محققان آزمایشگاه ملی برکلی لاورنس به روش
جدیدی برای کاهش هزینه‌های پیل‌های خورشیدی دست یافته‌اند. استفاده از نانوسیم‌های
سیلیکونی برای به‌دام‌اندازی بهتر نورخورشید عامل اصلی موفقیت این محققان است.
پیدانگ یانگ، یکی از این محققان، می‌گوید: با ساخت فیلم‌های نازک از آرایه‌های
منظمی از نانوسیم‌های سیلیکونی عمودی، ما قادر به افزایش قابل ملاحظه‌ی راندمان
بدام‌اندازی نور خورشید در پیل‌های خورشیدی‌مان شده‌ایم. علاوه بر اینکه روش ساخت‌مان
به طور غیرمنتظرانه‌ای راندمان بدام‌اندازی نور را افزایش می‌دهد، فرآیند آن نیز
مقیاس‌پذیر و نسبتاً ساده است. ما باور داریم که روش‌مان برای رسیدن به پیل‌های
خورشیدی لایه نازک کم‌هزینه و کارآمد یک مسیر مناسب از نظر اقتصادی ارائه می‌کند.
سیلیکون به دلیل خواص فتوالکتریکی عالیش نیمه‌رسانای فتو‌ولتائیک انتخابی مناسبی
است، اما قیمت این ماده خام به دلیل افزایش تقاضای آن بسیار بالا رفته است. به‌علاوه
به دلیل سطح بالای خلوص بلوری مورد نیاز، حتی ساخت ساده‌ترین پیل خورشیدی مبتنی بر
سیلیکون یک فرآیند هزینه‌بر، پرانرژی و پیچیده است.
یانگ و همکارانش با استفاده از آرایه‌های عمودی اتصالات p-n شعاعی نانوساختار بجای
اتصالات p-n مسطح مرسوم، توانسته‌اند نیازهای کیفی و کمی پیل‌های خورشیدی سیلیکونی
را کاهش دهند. در یک اتصال p-n شعاعی، لایه‌ای از سیلیکون نوع n اطراف یک هسته‌ی
نانوسیمی سیلیکونی نوع p پوسته‌ای تشکیل می‌دهد. در چنین ساختاری، الکترون‌ها و
حفره‌های تحریک‌شده مسافت‌های خیلی‌کوتاه‌تری تا الکترود‌ها طی می‌کنند، بنابراین
گلوگاه یک حامل بار که اغلب در یک پیل خورشیدی مرسوم وجود دارد، حذف می‌شود. این
آرایه هندسی شعاعی همچنین همان‌طور که اندازه‌گیری‌های عبور نور و جریان نور نشان
می‌دهند، راندمان به دام‌اندازی نور را به شدت بهبود می‌دهد.
این محققان اعتقاد دارند که با تنظیم طول نانوسیم‌ها در این آرایه می‌توان طول مسیر
بدام‌اندازی نور را افزایش داد.
نتایج این تحقق در مجله‌ی Nano Letters منتشر شده است.
