تولید نمونه‌ی اولیه‌ی پیل خورشیدی حاوی نانوساختار

تولید صنعتی نمونه‌ی اولیه‌ی پیل خورشیدی حاوی نانوساختار انجام شد. این پیل دوام بالایی داشته و از کارایی قابل توجهی برخوردار است. پتنت این فناوری نیز به ثبت رسیده است.

در سال 2011 محققان دانشگاه آلتو موفق به ساخت پیل خورشیدی شدند و چندی بعد کارایی آن را به 22 درصد رساندند که در نوع خود یک رکورد به حساب می‌آید. این پیل خورشیدی حاوی نانوساختار در آزمایشگاه و با استفاده از روش لایه‌نشانی اتمی تولید شد.

اخیراً با همکاری شرکای صنعتی، نمونه‌ی اولیه‌ی این پیل خورشیدی در خط تولید یکی از شرکت‌ها ساخته شده‌است. سال 2018 را به دلیل توسعه‌ی صنعت فتوولتائیک به سال سیلیکون سیاه نام‌گذاری کرده‌اند. با استفاده از سیم‌های الماس در سیلیکون چند بلوری هزینه‌ی تولید به شکل قابل توجهی کاهش می‌یابد، با این حال هنوز فضای زیادی برای توسعه وجود دارد و استفاده از نانوساختارها می‌تواند خواص نوری را در این پیل‌ها بهبود دهد.

در نمونه‌ی اولیه‌ی صنعتی این پیل‌ها از نانوساختارهای سوزنی شکل استفاده شده تا نیاز به پوشش‌های ضدانعکاس برطرف شود. البته در خط تولید صنعتی، این کار ساده نیست.

هل ساوین از محققان این پروژه می‌گوید: «ما نگران شکننده بودن ساختار بودیم که نتواند در فرآیند تولید انبوه که چند مرحله‌ای است دوام بیاورد.» اما نتایج تولید اولیه نشان داد که ساختار آسیب نمی‌بیند و هیچ اثری از نقص در ساختار محصول دیده نشد. این پیل در تولید صنعتی به کارایی 20 درصد رسیده‌است. این پیل خورشیدی علاوه بر خواص نوری ویژه، از مزایای دیگری نظیر پایداری طولانی مدت برخوردار است.

شرکای دیگر این پروژه اطلاعات لازم را برای جوشا پیرس از دانشگاه صنعتی میشیگان فراهم کردند. پیرس در محاسبات اولیه نشان داد که نانوساختارها می‌توانند هزینه‌ی کار را بالا ببرند، اما عملکرد محصول نهایی به شکل قابل توجهی بهبود می‌یابد و می‌تواند تعادلی میان هزینه و کارکرد ایجاد کند.

نتایج این کار در قالب مقاله‌ای با عنوان Industrial applicability of AR-coating-free black silicon در کنفرانس European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition در بلژیک ارائه شده‌است.