مطالعات زیادی روی استفاده از خواص پلاسمونیک نانوذرات در ارتقای کارایی پیل‌های خورشیدی پروسکیتی انجام شده است که نشان از نقش مهم این نانوذرات در توسعه پنل‌های خورشیدی دارد. افزایش ۸۹ درصدی کارایی پیل‌های خورشیدی پروسکیتی با نانوذرات طلا و نقره، یکی از دستاوردهای این حوزه است.
اقبال زیادی برای ارتقای پنل‌های خورشیدی با نانومواد وجود دارد
در سال‌های اخیر در پژوهش‌های مختلفی از بهبود پلاسمونیک برای بهبود کارایی و پایداری حرارتی پیل‌های خورشیدی پروسکیتی استفاده شده است. در این روش از میدان الکترومغناطیسی و نانوساختارهای فلزی استفاده می‌شود تا جذب نوری در طیف نور مرئی بهبود یابد.
به تازگی دو مقاله منتشر شده که در آن‌ها اثر پلاسمونیک فلزی روی بهبود کارایی پیل‌های خورشیدی گزارش شده است که نشان از توجه محققان به این حوزه است.
در تحقیقات انجام شده توسط محققان دانشگاه صنعتی دارمشتات، با همکاری آژانس علوم و فناوری سنگاپور، محققان پیشرفت‌های اخیر این فناوری را مورد تجزیه و تحلیل قرار دادند.
این گروه توضیح دادند که پلاسمون‌های سطحی برای پیل‌های پروسکیتی بسیار جالب توجه بوده که دلیل این امر، خواص قابل تنظیم این مواد است به طوری که می‌توان ابعاد، شکل و محیط دی‌الکتریکی نانوساختارهای فلزی را تنظیم کرد.
در نتیجه، پیل‌های خورشیدی پروسکیتی که در آن‌ها ساختار پلاسمونیک قرار دارد، ممکن است با ضخامت کمتر تولید شده و به‌صورت دستگاه‌های نیمه‌شفاف طراحی شوند.
دانشمندان نشان دادند که چگونه پیل‌های پروسکیتی پلاسمونیک را می‌توان با لایه‌های حاوی اکسیدتیتانیم با ابعاد ۲۰ تا ۵۰ نانومتر تولید کرد. این لایه‌ها میان لایه‌هایی شفاف از جنس اکسیدتیتانیم متخلخل و یک لایه اکسید رسانای شفاف به‌صورت ساندویچی قرار می‌گیرند.
در این مقاله محققان تشریح کردند که چگونه تزریق الکترون داغ، به دام‌اندازی نور و تلفیق جهت جریان انرژی در اتصال دو قطبی دو قطبی با استفاده از پلاسمونیک می‌تواند در سلول‌های پروسکیتی استفاده شود.
این نتایج در نشریه Advanced Science به چاپ رسیده است.
در مقاله‌ای دیگر، محققان دانشگاه گوروناناک‌دیو در هند نشان دادند که چگونه با استفاده از اکسیدتیتانیوم به‌عنوان حساس‌کننده در پیل‌های پروسکیتی می‌توان کارایی جذب نور را بهبود داد و در عین حال اثر نوترکیبی را به حداقل رساند.
نانوذرات طلا و نقره ترکیب شده با اکسیدتیتانیوم، موجب ارتقای کارایی پیل می‌شود. به گفته محققان این پروژه با استفاده از نانوذرات و خواص نوری پلاسمونیکی آن‌ها، می‌توان کارایی پیل‌های خورشیدی پروسکیتی را ۸۹ درصد بیشتر از پیل‌های پروسکیتی رایج افزایش داد.
نتایج این پروژه در نشریه Nature به چاپ رسیده است.
