محققان یک تیم بینالمللی با استفاده از نانوساختار سیلندری شکل از جنس آلومینیوم، روی سطح پیلهای خورشیدی، کارایی آنها را ۲۲ درصد افزایش دادند. با این کار هزینه تولید پیل کاهش قابل توجهی پیدا میکند.
افزایش ۲۲ درصدی کارایی پیل خورشیدی با نانوساختارهای آلومینیوم
تحقیقات اخیر نشان میدهد که چیدمان منظمی از نانوساختارهای آلومینیومی کنار هم میتواند انرژی الکتریکی بیشتری در پیلهای خورشیدی ایجاد کند.
در بیشتر پیلهای خورشیدی صنعتی و خانگی، یک لایه جاذب نور، فرآیند جذب را انجام میدهد اما ساخت این لایه نسبتا پرهزینه بوده و با محدودیتهایی همراه است. لایههای بسیار نازکی که برای این کار طراحی شدهاند معمولا به دلیل نازک بودن کارایی اندکی دارند.
در یک پژوهش جدید، دانشمندان نشان دادند که میتوان پیلهایی طراحی کرد که کارایی آنها ۲۲ درصد بیشتر از پنلهای رایج است. در این پیلهای خورشیدی از نانوساختارهای آلومینیوم استفاده شده که میتواند نور خورشید را خم کرده و درون لایه جاذب به دام اندازد.
در مقیاس میکروسکوپی، این تکههای آلومینیومی شبیه لـِگوهای بازی بچهها بوده که کنار هم منظم چیده شدهاست. این پژوهش توسط یک تیم تحقیقات بینالمللی از کشورهای انگلستان، بلژیک، چین و ژاپن انجام شدهاست.
یک پنل خورشیدی با ردیفهای از این نانوساختارهای آلومینیومی.
نیکولاس هیلتون از امپریال کالج لندن میگوید: در سالهای اخیر، هم کارایی و هم قیمت پیلهای خورشیدی بهبود یافتهاند، با این حال هنوز قیمت این پیلها نسبت به سوختهای فسیلی گرانتر است. با استفاده از این روش، هزینه پیلهای خورشیدی به شکل قابل توجهی کاهش مییابد.
هیلتون میافزاید: در این فناوری از پوششهای ضدانعکاس نیز استفاده شدهاست؛ موفقیت این فناوری موجب میشود تا ما به سوی ساخت پیلهای خورشیدی ارزان و با کارایی بالا برویم، پیلهایی که قیمت قابل رقابتی با فناوریهای دیگر در بازار دارند.
این گروه تحقیقاتی نانوسیلندرهای آلومینیومی را روی سطح پیل خورشیدی قرار دادند، جایی که نور خورشید با سیلندرها برهمکنش داده و تغییر مسیر میدهند. به دلیل به دام افتادن پرتوهای نور خورشید، انرژی بیشتری جذب پیل خورشیدی میشود.
در گذشته دانشمندان تلاش میکردند تا از طلا و نقره برای منحرف کردن نور استفاده کنند، زیرا این دو ماده برهمکنش بالایی با نور دارند اما طلا و نقره علاوهبر هزینه بالا، کارایی پیل را کاهش میدادند زیرا خود، بخشی از نور را جذب میکردند.
طلا و نقره برهمکنش شدیدی با نور دارند به همین دلیل بخشی از نور جذب آنها میشود اما آلومینیوم برهمکنش متفاوتی با نور دارد به همین دلیل نور تنها پراش یافته و تغییر مسیر میدهد.
