|
محققان دانشگاه‌های تورنتو، شاه عبدالله و دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا موفق شدند
نقاط کوانتومی بسیار کارا برای پیل‌های خورشیدی تولید کنند. این تیم تحقیقاتی
توانسته است تا نقاط کوانتومی را به‌شدت به‌هم فشرده کرده که با این کار فاصله میان
نقاط کوانتومی کاهش یافته است، این موضوع موجب افزایش بهره تبدیل انرژی شده است.
نقاط کوانتومی، نیمه‌هادی‌های نانومقیاسی هستندکه قادرند نور را به‌دام انداخته و
آن را تبدیل به الکتریسیته کنند. از آنجایی که این ذرات بسیار کوچک هستند می‌توان
آنها را روی سطوح انعطاف‌پذیر مختلف نظیر پلاستیک‌ها اسپری کرد. این موضوع موجب
می‌شود تا تولید پیل‌های خورشیدی با قیمت پایین‌تری نسبت به پیل‌های خورشیدی رایج
انجام شود.
تد سرجنت، از محققان این پروژه می‌گوید ما به این موضوع فکر می‌کردیم که چگونه
می‌توان این نقاط کوانتومی بسیار کوچک را در ابعاد بسیار کوچک کپسوله کرد. بزرگترین
مانع در این مسیر ایجاد یک تعادل در افزایش عملکرد پیل خورشیدی و افزایش دشواری
تولید آن بود. با استفاده از ایده به‌کار رفته در این پروژه، ما توانستیم نقاط
کوانتومی را به‌هم فشرده کنیم، افزایش فاصله میان نقاط کوانتومی به‌منزله کاهش
راندمان سیستم بود.
تاکنون، نقاط کوانتومی با استفاده از مولکول‌های آلی به‌هم متصل شده و روی یک سطح
قرار می‌گرفتند، با این کار فاصله میان آنها در حد چند نانومتر می‌شد که برای رسیدن
به حرکت الکترون‌ها فاصله زیادی محسوب می‌شود. برای حل این مشکل، محققان از
لیگندهای معدنی استفاده کردند. این لینگدها قادر بودند تا نقاط کوانتومی را با
فاصله بسیار کم از هم، به یکدیگر متصل کنند. با کاهش فاصله میان نقاط کوانتومی و
همچنین حذف ماده به‌دام اندازنده، الکترون با سرعت بالاتری حرکت کرده و در سطح
صاف‌تری قادر به حرکت خواهد بود. در نتیجه بهره سیستم به شکل محسوسی افزایش
می‌یابد.
جیانگ تانگ می‌گوید ما توانستیم یک لایه از اتم‌ها را در اطراف هر ذره قرار دهیم.
با این کار می‌توان نقاط کوانتومی را به‌صورت متراکم‌تر ایجاد نمود. تیم تحقیقاتی
ما نشان داد که ما می‌توانیم دام‌هایی که برای گیرانداختن بارها مورد استفاده قرار
می‌گیرد را حذف کنیم و در عین حال نقاط کوانتومی را نیز فشرده‌تر نماییم.
این پیل خورشیدی قادر است بهره تبدیل انرژی در حد ۶ درصد را دارا باشد. پیل خورشیدی
که توسط این تیم تحقیقاتی ساخته شده دارای بالاترین جریان الکتریسیته تولیدی بوده و
بهره تبدیل انرژی آن از تمام پیل‌های خورشیدی CQD بیشتر است. نتایج به‌دست آمده
توسط این پیل خورشیدی توسط یک آزمایشگاه خارجی که معتمد آزمایشگاه انرژی‌های
تجدیدپذیر آمریکا است، نیز تایید شده است.
نتایج این تحقیق در نشریه Nature Materials به چاپ رسیده است.
|
