شبیه‌سازی‌های کامپیوتری نشان می‌دهد که زمانی که یک ذره نور ( پرتو آبی در تصویر سمت چپ) به بلور فشرده شده سیلیکون برخورد می‌کند موجب رها شدن یک جفت الکترون-حفره می‌شود ( حلقه‌های سبز و دایره‌ای)، این کار موجب تولید جریان الکتریکی می‌شود. بنابراین با استفاده از یک ماده سیلیکونی می‌توان کارایی پیل‌های خورشیدی را بهبود داد. این شبیه سازی در دانشگاه کالیفرنیا انجام شده است. نتایج این پژوهش در نشریه Physical Review Letters به چاپ رسیده است.
قدمی به سوی تولید پیل‌های خورشیدی با کارایی بسیار بالا
شبیه‌سازی‌های کامپیوتری نشان می‌دهد که زمانی که یک ذره نور ( پرتو آبی در تصویر سمت چپ) به بلور فشرده شده سیلیکون برخورد می‌کند موجب رها شدن یک جفت الکترون-حفره می‌شود ( حلقه‌های سبز و دایره‌ای)، این کار موجب تولید جریان الکتریکی می‌شود. بنابراین با استفاده از یک ماده سیلیکونی می‌توان کارایی پیل‌های خورشیدی را بهبود داد. این شبیه سازی در دانشگاه کالیفرنیا انجام شده است. نتایج این پژوهش در نشریه Physical Review Letters به چاپ رسیده است.
پیل‌های خورشیدی بر اساس اثر فتوولتائیک کار می‌کنند یعنی یک فوتون که ذره نوری است به بلور سیلیکونی برخورد کرده و در نتیجه الکترون به‌عنوان بار منفی و حفره با بار مثبت تولید می‌شود با جمع‌آوری این الکترون و حفره می‌توان جریان الکتریکی تولید کرد.
پیل‌های خورشیدی رایج به ازای برخورد هر فوتون یک الکترون و حفره ایجاد می‌کنند بنابراین ماکزیمیم کارایی یک پیل خورشیدی به‌صورت نظری ۳۳ درصد است. بنابراین برای افزایش کارایی پیل‌های خورشیدی باید تعداد الکترون و حفره تولید شده به ازای برخورد هر فوتون را افزایش داد.
استفاده ویپرمن از پژوهشگران این پروژه می‌گوید ما موفق شدیم روشی برای افزایش کارایی به ۴۲ درصد ارائه کنیم. این رقم بسیار بیشتر از پیل‌های خورشیدی موجود در بازار است که بسیار ایده‌آل محسوب می‌شود. در حقیقت دلایلی وجود دارد که نشان می‌دهد اگر از آیینه‌های سهمی‌وار در پیل‌های خورشیدی استفاده کنیم می‌توان کارایی آن را تا ۷۰ درصد افزایش داد.
استفاده ویپرمن از پژوهشگران این پروژه می‌گوید ما موفق شدیم روشی برای افزایش کارایی به ۴۲ درصد ارائه کنیم. این رقم بسیار بیشتر از پیل‌های خورشیدی موجود در بازار است که بسیار ایده‌آل محسوب می‌شود. در حقیقت دلایلی وجود دارد که نشان می‌دهد اگر از آیینه‌های سهمی‌وار در پیل‌های خورشیدی استفاده کنیم می‌توان کارایی آن را تا ۷۰ درصد افزایش داد.
گالی از دیگر محققان این پروژه می‌گوید نانوذرات به دلیل ابعاد کوچک‌شان می‌توانند تعداد الکترون-حفره بیشتری تولید کنند که به این ویژگی محدودیت کوانتومی گفته می‌شود. اما نانوذرات سیلیکونی تنها در محدوده فرابنفش کار می‌کنند.
محققان این پروژه با شبیه‌سازی نشان دادند نوعی ذرات سیلیکونی موسوم به BC8 در حالتی که سیلیکون زیر فشار باشد تشکیل می‌شود این ذرات در فشار معمولی نیز پایدار است همانند الماس که از فشار روی کربن ایجاد می‌شود اما در حالت فشار معمولی نیز پایدار است.
شبیه‌سازی‌های کامپیوتری نشان می‌دهد که این نانوذرات سیلیکونی می‌تواند در اثر برخورد هر فوتون چندین الکترون و حفره تولید کند، این کار حتی در اثر برخورد پرتوهای نور مرئی نیز اتفاق می‌افتد. جرجلی زیمانی از محققان این پروژه می‌گوید این کار چیزی فراتر از یک پروژه دانشگاهی است، نتایج این پژوهش می‌تواند منجر به تولید پیل‌های خورشیدی با کارایی بسیار بالا شود.
