با توجه به اینکه اثرات تغییرات آب و هوا در کره زمین به طور فزاینده‌ای احساس می‌شود، تعداد زیادی از محققان در جستجوی فناوری‌های انرژی جایگزین هستند. یکی از مهمترین این فناوری‌ها، پیل خورشیدی است که در آن نور خورشید، برای انجام کار مفید به طور مستقیم تبدیل به جریان الکتریکی می‌شود. در این فناوری هیچ‌گونه آلاینده‌ای تولید نمی‌شود. اکنون محققان در تایوان و استرالیا توانسته‌اند با کمک نانوسیمها راندمان پیل‌های خورشیدی را افزایش دهند.
بهبود پیل‌های خورشیدی با کمک نانوسیمها
با توجه به اینکه اثرات تغییرات آب و هوا در کره زمین به طور فزاینده‌ای احساس می‌شود،
تعداد زیادی از محققان در جستجوی فناوری‌های انرژی جایگزین هستند. یکی از مهمترین
این فناوری‌ها، پیل خورشیدی است که در آن نور خورشید، برای انجام کار مفید به طور
مستقیم تبدیل به جریان الکتریکی می‌شود. در این فناوری هیچ‌گونه آلاینده‌ای تولید
نمی‌شود. اکنون محققان در تایوان و استرالیا توانسته‌اند با کمک نانوسیمها راندمان
پیل‌های خورشیدی را افزایش دهند.
هنگامی که بیشتر تحقیقات پیل‌خورشیدی روی افزاره‌های مبتنی بر سیلیکون است، طبقه
دیگری از پیل‌های خورشیدی، بنام پیل‌های خورشیدی حساس‌شده با رنگدانه، بعنوان یک
جایگزین ارزان‌تر برای پیل‌های سیلیکونی بویژه برای کاربردهای کم‌توان‌تر و
کوچک‌تر، بسیار نویدبخش است. پیل‌های خورشیدی حساس‌شده با رنگدانه، پیل‌های
اکتروشیمیایی هستند که در آنها یک رنگدانه جاذب نور روی دیاکسیدتیتانیوم قرار
داده می‌شود. این رنگدانه برای تبدیل انرژی از فوتون نور به الکتریسیته استفاده
می‌شود؛ هر چه نوری که به الکتریسیته تبدیل می‌شود، بیشتر باشد؛ راندمان تبدیل
بیشتر است و بنابراین عملکرد این پیل‌ها بهتر است.
یکی از عوامل مهم در تعیین راندمان تبدیل، چگونگی حذف سریع الکترون‌ها از لایه
دی‌اکسید تیتانیوم قبل از اتلاف در فرآیندی به‌نام بازترکیب، است. الکترون‌ها
برای خارج‌شدن از دی‌اکسید تیتانیوم و انجام کار مفید در یک پیل الکتریکی، باید
به یک الکترود مجاور وارد شود. این الکترود، یک شیشه رسانای ساخته شده از اکسید-
قلع- ایندیوم(ITO) می‌باشد.
اکنون محققانی از تایوان و استرالیا با کمک نانوسیم‌های ITO و روش شیمی تر یک
فصل‌مشترک سه‌بعدی ایجاد کرده‌اند که سطح فصل‌مشترک بین دیاکسیدتیتانیوم و ITO
را حداکثر می‌کند و بنابراین بازترکیب را کاهش و راندمان تبدیل را افزایش میدهد.
فرآیند این محققان شامل ترسیب الکتروفورتیک پیش‌ران‌های اکسیدی داخل یک قالب
است که به آنها این امکان را میدهد تا بتوانند با یک روش کم‌هزینه، از آرایه‌های
نانوسیم‌های ITO یک الکترود بسازند.
این محققان برای تعیین مشخصات ساختارهای این نانوسیمها و آرایه‌هایشان از
میکروسکوپ الکترونی استفاده کردند و سپس عملکرد پیل‌های خورشیدی ساخته‌شده را
اندازه‌گیری کردند. همانطور که این محققان انتظار داشتند پیل‌های خورشیدی ساخته‌شده
با این الکترود سه‌بعدی نانوساختار در مقایسه با پیل‌های خورشیدی ساخته‌شده با
الکترودهای مسطح مرسوم، ۴/۱۳ درصد افزایش راندمان تبدیل داشتند.
این محققان به دنبال نتایج نویدبخش این مطالعه اولیه، قصد دارند با اصلاح روش‌های
تولید و بهینه‌کردن هندسه این آرایه‌های نانوسیمی، عملکرد پیل‌های خورشیدی را
بیشتر بهبود دهند.
این محققان نتایج خود را تحت عنوان “الکترود سه بعدی برای پیل‌های خورشیدی حساس‌شده
با رنگدانه: تولید آرایه‌های نانوسیمی اکسید- قلع- ایندیوم(ITO) و آرایه‌های
نانوسیمی هسته- پوسته ITO/TiO2 با ترسیب الکتروفورتیک” در مجله Nanotechnology
منتشر کرده‌اند.
