ساخت پیل فتوولتائیک از هر نوع نیمه‌هادی

پژوهشگران آزمایشگاه ملی لورنس با همکاری همتایان خود در دانشگاه کالیفرنیا فناروی جدیدی ارائه کردند که با استفاده از آن می‌توان پیل‌های خورشیدی کاراتر تولید کرد در این فناوری از هر نوع از مواد نیمه‌هادی می‌توان استفاده کرد. این فناوری می‌تواند درها را به‌سوی استفاده از مواد نیمه‌هادی ارزان مانند اکسیدهای فلزی باز کند.

پژوهشگران آزمایشگاه ملی لورنس با همکاری
همتایان خود در دانشگاه کالیفرنیا فناروی جدیدی ارائه کردند که با استفاده
از آن می‌توان پیل‌های خورشیدی کاراتر تولید کرد در این فناوری از هر نوع
از مواد نیمه‌هادی می‌توان استفاده کرد. این فناوری می‌تواند درها را
به‌سوی استفاده از مواد نیمه‌هادی ارزان مانند اکسیدهای فلزی باز کند.

الکس زتل از محققان این پروژه می‌گوید اکنون زمان آن رسیده که از مواد بد
استفاده نیک کنیم. در این فناوری که ما ارائه کردیم می‌توان با اعمال میدان
الکتریکی از مواد نیمه‌‌هادی غیرسمی که به‌وفور در طبیعت یافت می‌شوند
استفاده کرد. این گروه تحقیقاتی نتایج کارخود را در قالب مقاله‌ای تحت
عنوان Screening-Engineered Field-Effect Solar Cells در نشریه Nano
Letters به چاپ رساندند.

 

 
 
پیل‌های خورشیدی با استفاده از مواد
نیمه‌هادی پرتو خورشید را به الکتریسیته تبدیل می‌کنند که به آن اثر
فتوولتائیک گفته می‌شود، به این معنا که پرتوهای خورشید موجب خارج شدن
الکترون و ایجاد جریان الکتریکی می‌شود. این سیستم یک منبع تولید انرژی
بسیار پاکیزه و ارزان است. اما در تولید این پیل‌ها از مواد نیمه‌هادی
گرا‌ن‌قیمت استفاده می‌شود موادی نظیر تلورید کادمیم یا سلنید گالیم ایندیم
مس. بنابراین هزینه تولید پیل‌ها افزایش یافته که مانعی بر سر گسترش
استفاده از آنها به‌حساب می‌آید.

این فناوری جدید فتوولتائیک اثرمیدان نمایشی مهندسی شده نامیده می‌شود.
دلیل این نامگذاری آن است در این فناوری از اثرمیدان الکتریکی استفاده
می‌شود، که پدیده‌ای شناخته شده برای محققان است. در این فناوری، الکترود
بالایی موجب می‌شود که میدان الکتریکی دروازه به‌درون الکترود نفوذ کرده و
در نتیجه حاملین بار به‌صورت یکنواخت تلفیق شده و اتصال p-n ایجاد می‌شود.
با این راهبرد می‌توان اتصال p-n را در نیمه‌هادی‌هایی که امکان تقویت آنها
با روش‌های شیمیایی رایج وجود ندارد یا دشوار است، به‌وجود آورد.

این فناوری نیازمند الکترود و دروازه است و دیگر نیازی به تقویت شیمیایی در
دمای بالا ، کاشت یون یا دیگر فرآیندهای آسیب رسان و گران‌قیمت نیست.
ویلیام راگن از محققان این پروژه می‌گوید کلید موفقیت این پروژه آن است که
با ایجاد شکل هندسی خاصی در الکترود بالایی توانستیم میدان دروازه را
به‌حداقل رسانیم، با این کار تماس الکتریکی با حاملین بار برقرار شده و
تلفیق با نیمه‌هادی امکان پذیر می‌شود. یکنواختی و نازک بودن الکترود
بالایی موجب می‌شود تا میدان دروازه به اعماق نیمه‌هادی نفوذ کند.