افزایش کارایی پیل‌های خورشیدی یکی از چالش‌ها در بخش انرژی است. محققان سوئیسی موفق شدند با ارائه روشی جدید، علاوه بر افزایش کارایی پیل‌های خورشیدی، هزینه تولید آنها را نیز کاهش دهند.
ارائه روشی برای افزایش کارایی و کاهش قیمت پیل‌های خورشیدی
افزایش کارایی پیل‌های خورشیدی یکی از چالش‌ها در بخش انرژی است. محققان سوئیسی موفق شدند با ارائه روشی جدید، علاوه بر افزایش کارایی پیل‌های خورشیدی، هزینه تولید آنها را نیز کاهش دهند.
پژوهشگران موسسه فناوری فدرال سوئیس (EPFL) با حمایت بنیاد ملی علم سوئیس به تحقیقاتی پیرامون پیل‌های خورشیدی پرداختند. آنها درصدد تولید پیل‌هایی هستند که ۱۰۰۰ برابر نازک‌تر از پیل‌های رایج است. برای رسیدن به این هدف آنها از یک روش جدید نانوالگودهی استفاده کردند.
از آنجایی که سیلیکون یکی از مواد فراوان در طبیعت است، بنابراین تولید ادوات با این ماده گران نخواهد بود. پژوهشگران این پروژه به رهبری کریستوف بالیف، چندین سال است که روی پیل‌های خورشیدی لایه نازک از جنس سیلیکون کار می‌کنند که از پیل‌های رایج بسیار نازک‌تر باشد.
مشکلی که در این میان وجود دارد آن است که با نازک‌تر شدن پیل خورشیدی، مقدار انرژی جذب شده با آن نیز کاهش می‌یابد. با کاهش انرژی خورشیدی جذب شده، الکتریسیته تولید شده نیز کاهش می‌یابد. بنابراین محققان به‌دنبال روش‌هایی هستند که با آن بتوانند مقدار به‌دام افتادن نور را روی سیلیکون افزایش دهند. معمولا برای این کار از اکسید روی استفاده می‌کنند. این ماده در طبیعت به وفور یافت شده، غیر سمی بوده و به شکل بلور هرمی تشکیل می‌شود. این بلورها نور وارد شده به سیلیکون را به لایه‌های زیرین پخش می‌کند. با چنین لایه‌هایی از جنس اکسید سیلیکون، رکورد جدیدی در کارایی سلول خورشیدی به ثبت رسید.
اما محققان می‌خواهند این رکورد را بشکنند. کورسین باتاگیلا می‌گوید برای تفرق بهتر نور، باید ساختار هرمی این مواد تغییر کند چنین کاری بسیار دشوار است. برای این منظور ما درصدد رشد اکسید روی بر روی یک بستر متفاوت برآمدیم، بستری که ساختار مورد نظر ما را داشته باشد.
این ایده بسیار مبتکرانه است. روی یک بستر با شکل مورد دلخواه، اکسید روی لایه نشانی می‌شود. پس از تشکیل آن، لایه از سطح جدا می‌شود. نتایج نشان داد که با استفاده از این راهبرد می‌توان مقدار نور جذب شده را در پیل خورشیدی افزایش داد و در نهایت خروجی این پیل نیز افزایش می یابد. از آنجایی که این روش قابل استفاده در تولید انبوه است، بنابراین هزینه تولید این پیل‌ها نیز کاهش می‌یابد.
تمام مراحل این پروژه در قالب مقاله‌ای تحت عنوانNanomoulding of transparent zinc oxide electrodes for efficient light trapping in solar cells در نشریه Nature Photonics به چاپ رسیده است.
