تصور کنید یک پیل خورشیدی دارید که کارایی آن از پنل‌های خورشیدی فعلی بیشتر و مواد به کار رفته در آن هزار بار کمتر است. این چیزی است که محققان سوئیسی در EPFL از یافته‌های اخیر خود انتظار دارند. آنها از نانوسیم‌ها برای ساخت پیل استفاده کردند، این پیل‌ها مقدار بیشتری نور را جذب کرده و با کارایی بالاتری انرژی الکتریکی تولید می‌کنند هزینه تولید در این سیستم بسیار کم است.
استفاده از نانوسیم‌ها برای تولید پیل خورشیدی کارا
تصور کنید یک پیل خورشیدی دارید که کارایی آن از پنل‌های
خورشیدی فعلی بیشتر و مواد به‌کار رفته در آن هزار بار کمتر است. این چیزی
است که محققان سوئیسی در EPFL از یافته‌های اخیر خود انتظار دارند. آنها از
نانوسیم‌ها برای ساخت پیل استفاده کردند، این پیل‌ها مقدار بیشتری نور را
جذب کرده و با کارایی بالاتری انرژی الکتریکی تولید می‌کنند هزینه تولید در
این سیستم بسیار کم است.
این فناوری می‌تواند در آینده برای تولید
انرژی جهت استفاده در میکروتراشه مورد استفاده قرار گیرد و همچنین زیربنای
نسل جدید پنل‌های خورشیدی باشد. نانوسیم‌ها بر خلاف ابعادشان پتانسیل‌های
بالایی در تولید انرژی دارند. نتایج این پژوهش در قالب مقاله‌ای تحت عنوان
“Single-nanowire
solar cells beyond the Shockley–Queisser limit” در نشریه Nature
Photonics به چاپ رسیده است.
محققان در این مقاله نشان دادند که
نانوسیم‌ها قادراند ۱۲ برابر بیشتر انرژی تولید کنند. زمانی که از
نانوسیم‌ها و خواص الکترونیکی آنها به‌خوبی استفاده شود می‌توان آنها را در
پیل‌های خورشیدی به‌کار گرفت این نانوساختارها قادرند پرتو خورشید را به
جریان الکتریکی تبدیل کنند. مورال و همکارانش با استفاده نانوسیم‌های
آرسنید گالیم موفق به تولید پیل خورشیدی شدند. آرسنید گالیم بهتر از
سیلیکون می‌تواند انرژی خورشید را به الکتریسیته تبدیل کند. نتایج کار آنها
ثابت کرد که این نانوساختارها در پیل خورشیدی ۱۲ درصد بیشتر نور را جذب
می‌کند، افزایش جذب نور به معنی افزایش کارایی و بهره تبدیل انرژی
می‌باشد. این نانوسیم‌ها به‌صورت عمودی روی سطح قرار می‌گیرند در واقع این
نانوسیم‌ها به‌صورت بادگیرهایی در برابر تابش نور عمل می‌کنند. نمونه‌ای که
این تیم تحقیقاتی ساخته قادر است ۱۰ درصد بیشتر از حد نهایی که به صورت
تئوری محاسبه شده، انرژی تولید کند.
بهینه سازی ابعاد نانوسیم‌ها موجب
می‌شود کیفیت آرسنید گالیم بهبود یابد، از سوی دیگر استفاده از اتصالات
بهتر موجب می‌شود استخراج الکترون راحتر انجام شده و کارایی پیل بهبود
یابد. آرایه‌های نانوسیم‌ها در پیل‌های خورشید چشم‌انداز تازه‌ای در حوزه
تولید انرژی ایجاد کرده است. نتایج این پژوهش نشان می‌دهد که نانوسیم‌ها
می‌تواند کارایی پیل را تا ۳۳ درصد افزایش دهد در حالی که پیل‌های خورشیدی
صاف در حال حاضر کارایی ۲۰ درصدی دارند. همچنین آرایه‌های نانوسیمی موجب
می‌شود تا ۱۰ هزار برابر ماده اولیه کمتر برای تولید پیل خورشیدی استفاده
شود این موضوع موجب کاهش هزینه‌های تولید می‌شود.
