افزایش بازده پیل‌‌های خورشیدی و LEDها

پژوهشگران دانشگاه آریزونا موفق به توسعه‌ی نانوسیم‌هایی شدند که می‌تواند کارایی
پیل‌های خورشیدی،LEDها و شناساگرها را به میزان قابل توجهی افزایش دهد.

نیمه‌هادی‌ها یکی از مواد اصلی در ساخت پیل‌‌‌های خورشیدی، LED ‌ها و شناساگرهای
مختلف است. یکی از شاخص‌های تعیین‌‌کننده در این مواد، باند گپ است. باند گپ تعیین‌کننده‌ی
نوع نوری است که از LED ها منتشر می‌گردد و با افزایش باند گپ تعداد نوری‌های
منتشرشده نیز افزایش می‌یابد. در سلول‌های خورشید باند گپ‌ها هستند که تعیین می‌کنند
یک طول موج خاص جذب شود یا بدون تغییر عبور کند. با افزایش محدوده‌ی باند گپ کارایی
سلول‌های خورشیدی افزایش می‌یابد. در شناساگرها نیز با افزایش باند گپ اطلاعات
بیشتری به‌وسیله‌ی شناساگر دریافت می‌گردد؛ بنابراین کارایی این دستگاه‌ها با
افزایش باند گپ بهبود می‌یابد.

تمام مواد طبیعی یا ساخته‌ی دست بشر دارای تنها یک باند گپ هستند. برای افزایش
تعداد باند گپ‌ها می‌توان آلیاژی از دو نیمه‌هادی ایجاد کرد، اما مشکل اینجاست که
برای چنین کاری باید ضریب شبکه در دو ماده شبیه هم باشد. در واقع فواصل اتمی دو
ماده باید نزدیک به هم باشد؛ بنابراین نمی‌توان هر ماده‌ی دلخواهی را با دیگری
ترکیب کرد و آلیاژی دلخواه ایجاد کرد.

برای ساخت آلیاژی با باند گپ‌های دلخواه پژوهشگران روش جدیدی را ارائه کردند. آنها
آلیاژی از دو نیمه‌هادی سولفید روی و سلنید کادمیم را ساختند که به شکل آلیاژ
چهارتایی ZnCdSSe است؛ این آلیاژ دارای ساختار گوناگونی روی یک زمینه است. این گروه
تحقیقاتی با کنترل شرایط تولید و با روشی به نام گرادیان دوتایی، توانستند پرتوهایی
را در محدوده‌ی ۳۵۰ تا ۷۲۰ نانومتر از این آلیاژ ایجاد کنند.