افزایش کارایی پیل‌های خورشیدی مبتنی بر نقاط کوانتومی

پژوهشگران دانشگاه تبریز، روشی را برای افزایش کارایی پیل‌های خورشیدی مبتنی بر نقاط کوانتومی ارایه دادند.

پژوهشگران دانشگاه تبریز، روشی را برای افزایش کارایی پیل‌های خورشیدی مبتنی بر نقاط کوانتومی ارایه دادند.

پیلهای خورشیدی مبتنی بر نقاط کوانتومی، به عنوان نسل سوم پیل‌های خورشیدی مطرح هستند و توانایی تبدیل مستقیم نور خورشید را با کارایی ۶۴% دارند ولی ساخت هر لایه از نقاط کوانتومی آنها بسیار پرهزینه است. مهندس حسین مولا، کارشناس فیزیک، تحقیقاتی را به منظور بهینه‌سازی پیل‌های خورشیدی نقاط کوانتومی و کاهش هزینه‌ی ساخت آنها انجام داده‌است.

وی در گفتگو با بخش خبری سایت ستاد ویژه‌ی توسعه‌ی فناوری نانو با بیان این مطلب که در پیل‌های خورشیدی نقاط کوانتومی هزینه‌های تولید به ازای هر لایه‌ی نقاط کوانتومی بالا است، افزود: «با استفاده از مدل‌سازی نقاط کوانتومی با اندازه‌های مختلف برای جذب حداکثری نور خورشید در لایه‌های مختلف ناحیه‌ی فعال می‌توان تعداد لایه‌های مورد نیاز را کم نمود».

آقای مولا با استفاده از روش‌های محاسباتی نشان داده‌است که استفاده از لایه‌های نقاط کوانتومی با اندازه‌های مختلف در ناحیه‌ی فعال پیل خورشیدی و همچنین زمان باز ترکیب حاملان در نقاط کوانتومی بر بهبود کارایی پیل‌های خورشیدی نقاط کوانتومی In_xGa_1-xN/GaN موثر است.

او در ادامه اظهار داشت: «در این پژوهش، تعداد بهینه‌ی لایه‌های نقاط کوانتومی با فرض دو زمان متفاوت باز ترکیب حامل‌ها، با استفاده از روش مدل‌سازی، محاسبه شده و منحنی جریان- ولتاژ برای دو نوع زمان باز ترکیب به‌دست آمده‌است»

نتایج بررسی‌ها حاکی از آن است که با افزایش زمان باز ترکیب در نقاط کوانتومی In_xGa_1-xNاز ۱ پیکوثانیه به ۱۰۰ پیکوثانیه، بیشترین کارایی پیل که در لایه‌ی هفتم نقاط کوانتومی است، از ۱۶% به ۳/۲۸% افزایش خواهد یافت.

جزئیات این پژوهش -که با همکاری آقای نیما اسحاقی گرجی، خانم فوزیه سهرابی، آقای احمد حسین‌پور، آقای میثم رضایی و آقای حسن بابایی انجام شده،- در مجله‌یPhysica E (جلد ۴۲، صفحات ۲۳۵۷- ۲۳۵۳، سال ۲۰۱۰) منتشر شده‌است.