محققان نشان دادند که با استفاده از نانوخوشه‌های هیبریدی می‌توان کارایی پیل‌های خورشیدی را افزایش داد. این گروه معتقداند که با این نانوخوشه‌ها می‌توان کارایی پیل‌ها را به بیش از ۳۰ درصد رساند.
استفاده از نانوخوشه‌های هیبریدی برای افزایش کارایی پیل‌‌خورشیدی
یافته‌های اخیر محققان دانشگاه آندروز نشان می‌دهد که می‌توان از نانوذرات برای توسعه پیل‌های خورشیدی استفاده کرد. توسعه سامانه‌های خورشیدی برای تولید الکتریسیته اهمیت زیادی دارد؛ چرا که برای کاهش نشر دی‌اکسید کربن که منشاء اصلی گرمایش زمین است، این فناوری نقش حیاتی دارد.
جان ایروان در این پروژه نشان می‌دهد که خوشه‌هایی از نانوذرات که با دقت مهندسی شده‌اند، می‌توانند در اثر برخورد نور خورشید، الکتریسیته تولید کنند. با استفاده از این فناوری می‌توان نسل سوم سلول‌های فتوولتائیک را تولید کرد؛ سلول‌هایی که به‌صورت مستقیم نور را در مقیاس اتمی به الکتریسیته تبدیل می‌کنند.
کارایی یک سل خورشیدی ایده‌آل ۳۰ درصد است. این که بتوان انرژی فوتون را به نصف مقدار اولیه آن تقلیل داد و نیمی دیگر را به الکتریسیته تبدیل کرد، می‌تواند ابزار خوبی برای شکستن این محدودیت ۳۰ درصدی باشد.
چنین فرآیندی که بتوان نیمی از انرژی فوتون را دریافت کرد، در نقاط کوانتومی و یون‌های لانتانیدی اتفاق می‌افتد که دلیل آن هم محدودیت برانگیختگی و انتقال حاملین بار از همسایه است.
این گروه تحقیقاتی نشان دادند که نانوخوشه‌های هیبریدی آلی – معدنی از جنس هالید بیسموت را می‌تواند برای شکستن فوتون‌های با انرژی بالا استفاده کرد. بنابراین می‌توان از این نانوخوشه‌ها در ساخت پیل خورشیدی استفاده نمود.
اروین می‌گوید: « انتظار می‌رود که این تحقیق بتواند موجب افزایش مطالعه روی نانوخوشه‌ها و مواد هیبریدی آلی – معدنی برای ساخت ادوات فوتونیکی شود. این چیدمان اتمی دقیق در ساختار مواد بلوری می‌تواند استفاده از نانوذرات را در ساخت پیل خورشیدی تسهیل کرده و کارایی آنها را بالا ببرد.»
مواد نانوساختار هیبریدی کاربرد وسیعی در ادوات اپتوالکترونیک نظیر پیل‌های خورشیدی دارند. به دلیل طبیعت ترکیبی این مواد، سطح تماس دو ماده در آنها دچار نقص ساختاری بوده که روی عملکرد پیل‌های خورشیدی تأثیرگذار است.
کارایی یک سل خورشیدی ایده‌آل ۳۰ درصد است. این که بتوان انرژی فوتون را به نصف مقدار اولیه آن تقلیل داد و نیمی دیگر را به الکتریسیته تبدیل کرد، می‌تواند ابزار خوبی برای شکستن این محدودیت ۳۰ درصدی باشد.
چنین فرآیندی که بتوان نیمی از انرژی فوتون را دریافت کرد، در نقاط کوانتومی و یون‌های لانتانیدی اتفاق می‌افتد که دلیل آن هم محدودیت برانگیختگی و انتقال حاملین بار از همسایه است.
این گروه تحقیقاتی نشان دادند که نانوخوشه‌های هیبریدی آلی – معدنی از جنس هالید بیسموت را می‌تواند برای شکستن فوتون‌های با انرژی بالا استفاده کرد. بنابراین می‌توان از این نانوخوشه‌ها در ساخت پیل خورشیدی استفاده نمود.
اروین می‌گوید: « انتظار می‌رود که این تحقیق بتواند موجب افزایش مطالعه روی نانوخوشه‌ها و مواد هیبریدی آلی – معدنی برای ساخت ادوات فوتونیکی شود. این چیدمان اتمی دقیق در ساختار مواد بلوری می‌تواند استفاده از نانوذرات را در ساخت پیل خورشیدی تسهیل کرده و کارایی آنها را بالا ببرد.»
مواد نانوساختار هیبریدی کاربرد وسیعی در ادوات اپتوالکترونیک نظیر پیل‌های خورشیدی دارند. به دلیل طبیعت ترکیبی این مواد، سطح تماس دو ماده در آنها دچار نقص ساختاری بوده که روی عملکرد پیل‌های خورشیدی تأثیرگذار است.
نتایج این پروژه در قالب مقاله‌ای با عنوان Charge carrier localised in zero-dimensional (CH3NH3)3Bi2I9 clusters در نشریه Nature Communications به چاپ رسیده است.
