ارائه ساختاری جدید برای تولید پنل خورشیدی

سال‌هاست که دانشمندان به‌دنبال بهره‌گیری از فناوری انرژی خورشیدی هستند. دانشمندان به‌صورت نظری نشان داده‌اند که آرایه‌های نانومقیاس می‌تواند بیش از ۷۰ درصد از نور خورشید را جذب کرده و به الکتریسیته تبدیل کند. در حال حاضر از پنل‌های سیلیکون که بازده ۲۰ درصدی دارند استفاده می‌شود این پنل‌ها برای تبدیل انرژی خورشید به الکتریسیته نیاز به ادوات جانبی نیز دارند. هزینه تولید پنل‌های سیلیکونی بالا است. 

اما آنتن‌های نانومقیاس قادرند که کارایی بالاتری داشته باشند این آنتن‌ها هم نور را جذب می کنند و هم به‌صورت مستقیم به الکتریسیته تبدیل می‌کنند. مشکل انها این است که فناوری تولید آنها در حال حاضر وجود ندارد. برای تولید این نانوآنتن‌ها باید فاصله میان دو الکترود یک یا دو نانومتر باشد.

اخیرا ویلیس با استفاده از رسوب لایه اتمی موفق شده این ساختارها را تولید کند. با این روش محققان موفق به ساخت دو الکترود داخلی شدند که یکی از آنها دارای ساختاری مثلثی شکل روی خود است. فاصله میان نوک این مثلث از الکترود روبرو در حد یک یا دو نانومتر است. پیش از این محققان نمی‌توانستند با لیتوگرافی این ساختار را ایجاد کنند اما با این روش تولید این ساختار پیچیده امکان‌پذیر است. ویلیس و همکارانش با استفاده از لایه‌نشانی موفق شدند روی نوک مثلث را مس پوشش‌دهی کنند تا فاصله بین دو الکترود به ۱٫۵ نانومتر برسد.

این فاصله اهمیت بالایی دارد زیرا امکان تونل‌زنی میان دو بخش با این فاصله امکان‌پذیر است و بالاترین انتقال الکتریسیته در این فاصله ممکن می‌شود. این ساختار مثلثی می‌تواند الکترون را به یک سو به حرکت در آورد در حالی که بازگشت برای الکترون مقدور نیست. این ساختار قادر است تا طول‌موج‌ها مربوط به مادون قرمز را نیز جذب کند طول موجی که بسیار کوتاه و سریع است. شکار این طول موج پیش از این توسط پنل‌های سیلیکونی ممکن نبود. پنل‌های سیلیکونی دارای یک باندگپ بوده و قادرند تنها بخشی از طیف الکترومغناطیس را جذب کنند اما این ساختار جدید می‌تواند تمام طول موج‌ها نور را جذب کند و محدودیتی ندارد.

با این فناوری می‌توان پیل‌های خورشیدی با قیمت پایین وکارایی بالا تولید کرد که کاملا قابل رقابت با سوخت‌های فسیلی است.