استفاده از نانومیله پوشش‌دار در توسعه پیل‌های خورشیدی

محققان فنلاندی نشان دادند که با ایجاد لایه نازک روی نانومیله، می‌توانند از آن
برای توسعه پیل‌های خورشیدی کاراتر استفاده کنند. برای ایجاد این لایه آنها از
دستگاه نشست لایه اتمی (ALD) استفاده کردند. پیل خورشیدی ساخته شده، ۹درصد کارایی
بالاتری نسبت به پیل‌های رایج دارد.

پیکوسان اوی، شرکت تولید کنند تجهیزات در فنلاند که دستگاه نشست لایه اتمی (ALD)
اعلام کرده که پروژه تحقیقاتی ROD-SOL که مربوط به پروژه‌های تحقیقاتی سرمایه‌گذاری
شده توسط اتحادیه اروپا می‌شود را با موفقیت انجام داده است. هدف از این پروژه چند
ملیتی که در مدت سه سال از ۲۰۰۹ تا ۲۰۱۱ به‌طول انجامیده، آن است که کارایی پیل‌های
خورشیدی افزایش یافته و هزینه تولید آنها کاهش یابد. برای این کار محققان از سیستمی
مبتنی بر نانومیله‌های سیلیکونی استفاده کردند. آنها از مقادیر بسیار کمی سیلیکون
استفاده کرده در عوض نانومیله‌های بسیار زیادی ( با ضخامت زیر یک میکرومتر تا چند
میکرومتر) را روی بستر ارزان قیمتی نظیر شیشه یا فویل انعطاف پذیر قرار دادند.
نتایج کار نشان داد که بازده تبدیل انرژی ۹ درصد افزایش یافته در حالی که پیل از
پایداری بسیار خوبی برخوردار بوده است.

ساختار نانومیله‌ها به‌صورت سه بعدی است بنابراین دارای مساحت سطح فعال بالایی بوده
در نتیجه کارایی آن نسبت به سیستم دو بعدی رایج بیشتر است. از سوی دیگر محل تماس p
و n در این سیستم به سطح نزدیکتر است بنابراین انتقال حاملین بار بهبود چشمگیری
یافته و در نهایت مقدار الکتریسیته خروجی از آن نیز افزایش می‌یابد. از آنجایی که
ترکیب حاملین بار موجب کاهش بازده پیل می‌شود بنابراین باید مانع از این ترکیب شد.
برای این کار لازم است سطح میله‌ها پوشش داده شود.

برای این کار لایه بسیار نازک Al₂O₃ مناسب است. با بهره گیری از روش ALD می‌توان
مطمئن شد که تمام پستی و بلندی‌های نانومیله به طور یکنواخت پوشش داده شده است. یک
لایه دیگر از اکسید رسانای شفاف (TCO) روی آن قرار داده می‌شود تا به‌عنوان جمع
کننده جریان عمل کند. برای نشست این لایه آخر روش‌های متعددی توسط محققان این پروژه
تست شد و در نهایت روش ALD به‌عنوان روش مناسب برگزیده شد زیرا هم از نظر کیفیت و
هم از نظر امکان تولید انبوه بهتر از دیگر روش‌ها است. البته محققان این پروژه برای
رسیدن به نتیجه مطلوب به‌صورت ویژه روش ALD را بهبود دادند.

یوحنا کوستامو، مدیر این شرکت، می‌گوید صنعت بهره‌گیری از انرژی‌ خورشیدی یکی از
صنایع در حال رشد جهان است. ما نیز در حال تحقیق در این حوره هستیم. نتایج کار ما
نشان داد که ALD می‌تواند نقش مهمی در تبدیل انرژی خورشیدی به الکتریسیته داشته
باشد.