محققان با ترکیب نقاط کوانتومی و مواد پروسکیتی موفق به ارائه ساختاری شدند که می‌تواند کارایی و پایداری پیل‌های خورشیدی را افزایش دهد.
راهبرد نانویی برای افزایش دوام پنل‌های خورشیدی
یک تیم تحقیقاتی در دانشگاه تورنتو روی تولید موادی کار می‌کنند که می‌تواند عملکرد پیل‌های خورشیدی را بهبود دهد. آن‌ها نقاط کوانتومی و بلورهای پروسکیتی ساختند که می‌تواند پایداری مواد مورد استفاده در پیل‌های خورشیدی را بهبود دهد.
یکی از چالش‌ها در استفاده از نقاط کوانتومی و پروسکیتی در پیل‌های خورشیدی، پایداری آن‌ها است. در دمای اتاق، برخی از مواد پروسکیتی نمی‌توانند جذب کاملی داشته باشند. نقاط کوانتومی نیز باید به‌صورت لایه‌های نازکی درآیند تا روی هم قرار نگیرند. دمای بالاتر از ۱۰۰ درجه سانتی‌گراد موجب زوال لایه محافظ می‌شود و در نتیجه نقاط کوانتومی به هم چسبیده و پایداری آن‌ها در اثر تابش نور کاهش می‌یابد.
محققان این پروژه چنین فرض کردند که اگر این دو ماده از نظر ساختار بلور با هم اشتراکاتی داشته باشند، می‌توانند به پایداری هم کمک کنند. ابتدا نقاط کوانتومی را ۱۵ درصد حجمی از پروسکیت ساختند. سپس اقدام به تولید مواد پروسکیتی با سهم کمتر از ۱۵ درصد از نقاط کوانتومی کردند.
این گروه نشان دادند که موادی که پایه آن پروسکیتی بوده و نقاط کوانتومی وارد آن شده در دمای اتاق به مدت شش ماه پایدار است. این ماده نسبت به پروسکیت خالص ده برابر پایدارتر است.
آزمایش‌ها نشان داد موادی که پایه آن نقاط کوانتومی بوده و ۱۵ درصد پروسکیت در آن وجود دارد درصورت گرم شدن تا ۱۰۰ درجه سانتی‌گراد، ۵ برابر کمتر تجمع پیدا می‌کنند.
پژوهشگران امیدوارند که در آینده، این کشف آن‌ها توسط تولیدکنندگان پیل خورشیدی مورداستفاده قرار گیرد. منگزیا لیو از محققان این پروژه می‌گوید: «محققان صنعتی می‌توانند ترکیبات شیمیایی مختلفی را برای تولید نقاط کوانتومی و مواد پروسکیتی مورد آزمایش قرار دهند. آنچه که ما در این پروژه نشان دادیم راهبردی با پتانسیل بالا برای بهبود پایداری این ساختار است. ما نشان دادیم که اگر مواد مختلف با هم ترکیب شوند چه اتفاقی خواهد افتاد.»
نتایج این پروژه در نشریه Nature به چاپ رسیده است.
