انرژی خورشیدی یکی از نویدبخش‌ترین انرژی تجدیدپذیر است، اما هزینه بالای پیل‌های خورشیدی مرسوم کاربرد آنها را محدود کرده است. برای افزایش رقابت‌پذیری انرژی خورشیدی، دانشمندان در پی کاربردی کردن پیل‌های خورشیدی حساس‌شده با رنگ‌دانه هستند. در این پیل‌های خورشیدی بجای نیمه‌رسانای گران و عناصر کمیاب، از نانوذرات تیتانیا و رنگ‌دانه‌های آلی ارزان‌قیمت استفاده می‌شود. اکنون ژاوهانگ هوآنگ در موسسه A*STAR و همکارانش با جایگزین کردن اکسید قلع ایندیوم – ماده استاندارد برای الکترودهای شفاف – با نانولوله‌های کربنی هزینه این نوع پیل‌های خورشیدی را بیشتر کاهش داده‌اند.
الکترودهای شفاف نانولوله‌ای برای پیل‌های خورشیدی ارزان
| انرژی خورشیدی یکی از نویدبخش‌ترین انرژی تجدیدپذیر است، اما هزینه بالای پیل‌های خورشیدی مرسوم کاربرد آنها را محدود کرده است. برای افزایش رقابت‌پذیری انرژی خورشیدی، دانشمندان در پی کاربردی کردن پیل‌های خورشیدی حساس‌شده با رنگ‌دانه هستند. در این پیل‌های خورشیدی بجای نیمه‌رسانای گران و عناصر کمیاب، از نانوذرات تیتانیا و رنگ‌دانه‌های آلی ارزان‌قیمت استفاده می‌شود. اکنون ژاوهانگ هوآنگ در موسسه A*STAR و همکارانش با جایگزین کردن اکسید قلع ایندیوم – ماده استاندارد برای الکترودهای شفاف – با نانولوله‌های کربنی هزینه این نوع پیل‌های خورشیدی را بیشتر کاهش داده‌اند. |
|
|
چپ: راندمان نانولوله‌های کربنی در طول فرآیندهای شیمیایی کاهش می‌یابد (e-: الکترون‌ها و I-3: یون‌ها در مایع). راست: با استفاده از یک لایه نازک محافظ از تیتانیا نانولوله‌ها پایدار شده و عملکرد پیل افزایش می‌یابد. |
| یک پیل خورشیدی حساس‌شده با رنگ‌دانه از یک لایه متخلخل از نانوذرات تیتانیای غوطه‌ور شده در یک رنگ‌دانه آلی تشکیل شده است. این رنگ‌دانه نور خورشید را جذب کرده و تبدیل به الکتریسیته می‌کند و این الکتریسیته در نانوذرات تیتانیا جریان می‌یابد. طرفی از پیل خورشیدی که در مقابل نور خورشید است، معمولا با یک الکترود شفاف روکش داده می‌شود. این الکترود بارهای الکتریکی را از نانوذرات تیتانیا به بیرون پیل خورشیدی حمل می‌کند. هوآنگ می‌گوید: “متاسفانه الکترودهای اکسید قلع ایندیوم شکننده هستند و به بنابراین هوآنگ و گروهش الکترود اکسید قلع ایندیوم را با فیلم نازکی از این محققان برای غلبه بر این مشکل، فیلم نازکی از تیتانیا در بین فیلم نازک این محققان جزئیات نتایج کار تحقیقاتی خود را در مجله‌ی Applied Physics
|
