افزایش کارایی پیل‌های خورشیدی

بهره‌ی پایین، یکی از مشکلات پیل‌های خورشیدی است. معمولاً به ازای هر یک فوتون، یک الکترون تولید می‌شود. یک گروه تحقیقاتی بین‌رشته‌ای درصدد ساخت سلول خورشیدی است که می‌تواند به ازای یک فوتون، چندین الکترون تولید کند. این مسئله منجر به افزایش چشمگیر بهره‌ی پیل‌های خورشیدی خواهد شد.

بهره‌ی پایین، یکی از مشکلات پیل‌های
خورشیدی است. معمولاً به ازای هر یک فوتون، یک الکترون تولید می‌شود. یک
گروه تحقیقاتی بین‌رشته‌ای درصدد ساخت پیل خورشیدی است که می‌تواند به ازای
یک فوتون، چندین الکترون تولید کند. این مسئله منجر به افزایش چشمگیر بهره‌ی
پیل‌های خورشیدی خواهد شد.

جرجلی زیمانی از دانشگاه یو سو دیوس می‌گوید:«اساس کار تمام سلول‌های
خورشید یکی است، از یک سو یک فوتون وارد شده و از سوی دیگر الکترون خارج می‌شود.
در واقع یک فوتون نور به پیل خورشیدی برخورد کرده و موجب تشکیل یک الکترون
و تولید جریان الکتریکی می‌شود».

کارایی پیل خورشیدی، نسبت انرژی ورودی به انرژی خروجی، با استفاده از این
تعریف، ۳۱ درصد است. پژوهشگران با ساخت پیل‌های خورشیدی از نانوذرات، قصد
دارند تا به ازای هر فوتون چندین الکترون تولید کنند که با این کار می‌توان
کارایی سلول را بین ۴۲ تا ۶۵ درصد افزایش داد.
 

جرجلی زیمانی موفق شده بود که ایده‌ی «یک
فوتون/چند الکترون» را در آزمایشگاه ملی لوس‌آلموس تحقق بخشد؛ اما نتوانسته
بود که پیل خورشیدی بر مبنای آن بسازد. یک گروه تحقیقاتی از دانشگاه‌های یو
اس سانتاکروز/یو اس دیویس که تجربه‌ی ساخت پیل‌های خورشیدی را دارند،
امیدوارند که پیل‌های خورشیدی مبتنی بر نانوذرات ژرمانیوم و سیلیکون با
عملکرد کامل و بهینه‌شده تولید کنند.

اعضای این گروه از رشته‌های مختلف از جمله فیزیک، شیمی، ریاضیات، کامپیوتر
و آمار بوده که این مسئله برای انجام چنین پروژه‌ای ضروری است. زیمانی،
گالی و بای بخش مطالعات و مدل‌سازی کامپیوتری را انجام می‌دهند، پاول کار
آمار را به عهده دارد و گروه کوزلاریخ نیز به سنتز این نانوذرات جدید
خواهند پرداخت. گروه لارسن به توصیف مشخصات محصول پرداخته و گروه کارتر روی
ساخت دستگاه کار خواهند کرد. پیش از دریافت حمایت مالی، این گروه یک
نمونه‌ی آزمایشی ساخته‌اند که بهره‌ای در حدود ۸ درصد دارد. به اعتقاد
زیمانی این نمونه که با منابع محدود ساخته شده‌است، یک نتیجه‌ی خوب محسوب
می‌شود.

این پروژه در طول سه سال اخیر ۱٫۵ میلیون دلار حمایت مالی از بنیاد ملی علم
آمریکا دریافت کرده‌است.