محققان بریتانیایی موفق به ساخت پیل خورشیدی لایه نازکی شدند که کارایی آن ۱۵ برابر بیشتر از پیل‌های خورشیدی رایج است؛ این درحالی است که به دلیل لایه نازک مورد استفاده در آن، مواد اولیه کمتری برای تولید نیاز است.
ساخت پیل خورشیدی لایه نازک کارا با پروسکیت
پژوهشگران دانشگاه آکسفورد موفق به ساخت پیل خورشیدی لایه نازکی شدند که ۱۵ درصد بیشتر از پیل‌های خورشیدی معمولی کارایی دارد. در این پیل خورشیدی از ماده نیمه‌هادی موسوم به پروسکیت استفاده شده‌است. این پیل دارای ساختار بسیار ساده‌ای است به طوری که می‌توان به سادگی آن را به تولید انبوه رساند. برای تولید این پیل از روش رسوب فاز بخار استفاده می‌شود که به راحتی می‌توان آن را با روش‌های فعلی تولید ادغام کرد.
پروسکیت دارای فرمول شیمیایی (CH3NH3)PbX3 است که در آن pb سرب و X می‌تواند ید، برم یا کلر باشد. اولین بار از پروسکیت به عنوان لایه جذب کننده نور در پیل‌های خورشیدی حساس شده با رنگ در سال ۲۰۰۹ استفاده شد. در این پیل‌ها سطح پروسکیت را با نانوذرات اکسید تیتانیوم پوشش‌داده بودند.
زمانی که این لایه مورد تابش نور قرار می‌گیرد، حفره‌ها و الکترون‌ها تولید می‌شوند این دو حامل بار به دو بخش مختلف منتقل می‌شوند. این دو بخش حاملین بار را به دو الکترود مختلف منتقل کرده و ولتاژ ایجاد می‌شود. از آنجایی که مقادیر زیادی پروسکیت در لایه اکسید تیتانیوم وجود دارد کارایی این پیل‌ها بین ۱۲ تا ۱۵ درصد است.
این گروه تحقیقاتی نشان دادند که پروسکیت نه تنها در تولید حاملین بار خوب عمل می‌کند بلکه قادر به انتقال الکترون و حفره نیز است. این گروه پروسکیت را به صورت ساندویچی در آورده و از آن برای تولید پیل خورشیدی لایه نازک استفاده کردند.
جانستون از محققان این پروژه می‌گوید: پیل خورشیدی که ما ساختیم می‌تواند کارایی ۱۵٫۴ درصدی داشته باشد این درحالی است که لایه پروسکیت مورد استفاده در آن تنها ۳۳۰ نانومتر ضخامت دارد. این بدان معناست که با استفاده از مقدار بسیار کمی پروسکیت می‌توان پیل خورشیدی لایه نازک با کارایی بالا تولید کرد. هر چند که اطلاعات ما درباره فتوفیزیک این ماده بسیار کم است اما نتایج به‌دست آمده در این پروژه بسیار شگفت‌انگیز است.
یکی از مزایای این پیل خورشدی آن است که روش تولید آن بسیار ساده است. همچنین نیاز به ادوات ویژه‌ای ندارد و تمام سیستم مورد استفاده برای تولید این پیل‌ها با زیرساخت‌های فعلی مطابقت دارد.
