محققان با ایجاد یک لایه غیرفعال روی نانوساختار موجود در سطح پیل‌های خورشیدی سیلیکونی سیاه، موفق به افزایش رکورد کارایی این نوع پیل‌ها شدند. این گروه کارایی ۲۲٫۱ درصدی را با این پیل‌ها به دست آوردند.
ثبت رکورد جدید در کارایی پیل خورشید لایه نازک
محققان موفق شدند رکورد جدیدی در کارایی پیل‌های خورشیدی سیلیکونی نانوساختار به دست آورند. این گروه با رسیدن به کارایی ۲۲٫۱ درصد، ۴ درصد بیشتر از رکورد قبلی به دست آوردند. پژوهشگران آزمایشگاه فرانهوفر برای این کار از لایه‌نازک غیرفعالی روی نانوساختار ایجاد شده با روش ALD استفاده کردند. آن‌ها با اتصال الکترودهای فلزی به پشت این ساختار موفق به ساخت پیل خورشیدی جدید خود شدند.
نوترکیبی سطحی مدت‌هاست که به عنوان گلوگاه پیل خورشیدی سیلیکونی سیاه شناخته می‌شود؛ این کار موجب محدود بودن کارایی پیل خورشیدی شده است. در این پیل جدید، از یک ساختار ضخیم کاملاً سیاه استفاده شده است که به نوترکیبی سطح جلویی پیل به شدت حساس است. کارایی کوانتومی خارجی ۹۶ درصد در طول موج ۳۰۰ نانومتری نشان داد که مشکل نوترکیبی سطحی بسیار اندک است. برای اولین بار محققان نشان دادند که سیلیکون سیاه عامل محدود کننده تبدیل انرژی در این پیل‌ها نیست.
هله ساوین، از دانشگاه آلتو، می‌گوید: «بازده تبدیل انرژی تنها پارامتر مهم ما نیست. سیلیکون سیاه قادر است از زاویه‌های بسیار پایین نیز تابش خورشید را به دام اندازد. این سیلیکون‌ها انرژی بیشتری نسبت به پیل‌های رایج ایجاد می‌کنند. این موضوع در نیم‌کره شمالی و نواحی نزدیک قطب که تابش خورشیدی در بیشتر سال به صورت مورب است اهمیت زیادی دارد، چرا که این پیل‌ها انرژی بیشتری تولید می‌کنند.»
این روش در آینده نزدیک در فناوری‌های دیگر نیز اعمال خواهد شد. توسعه این نوع پیل‌ها در پروژه جدید اتحادیه اروپا موسوم به BLACK ادامه خواهد یافت. مساحت سطحی این پیل‌ها ۹ سانتیمتر مربع است که برای تولید صنعتی این نوع پیل‌ها شروع نسبتاً خوبی است.
نتایج این پژوهش در نشریه Nature Nanotechnology منتشر شده است.
