گیراندازی انرژی بیشتر با نوع جدیدی از پیل خورشیدی !

[∆ MeRzaD ∆]

بنا به اظهارات دانشمندانی از دانشگاه کمبریج می‌توان راندمان بیشینه پانل‌های خورشیدی را با پیل‌های خورشیدی جدید تا بیش از 25 درصد افزایش داد.

دانشمندانی از آزمایشگاه کاوندیش، واقع در بخش فیزیک دانشگاه کمبریج، نوع بدیعی از پیل خورشیدی ساخته‌اند که می‌تواند انرژی خورشیدی را با بازده بیشتری نسبت به طراحی‌های متداول جمع‌آوری کنند.
 
شمایی از افزاره، نمودار انرژی و مکانیسم کاری مربوط به این پیل‌های خورشیدی. حالت برانگیخته یکتایی در لایه پنتاسین تبدیل به دو حالت سه‌تایی بعد از حدود 80 فمتوثانیه می‌شود. این سه‌تایی‌ها در سطح مشترک نانوبلورهای پنتاسین/PbS تفکیک می‌شوند. درهمان لحظه نانوبلورهای PbS قسمت فروسرخ نور فرودی را جذب می‌کند.
پیل‌های خورشیدی متداول فقط قادر به گیراندازی قسمتی از نور خورشید هستند و بسیاری از انرژی نور جذب شده، مخصوصا فوتون‌های آبی، بصورت گرما تلف می‌شوند. این ناتوانی در استخراج کامل انرژی تمام رنگ‌های مختلف نور در نگاه اول بدین معناست که پیل‌های خورشیدی متداول قادر به تبدیل بیش از 34 درصدی نور خورشیدی قابل دسترس به توان الکتریکی نیستند.

این گروه تحقیقاتی کمبریج، به رهبری استاد نیل گرینهام و استاد سیر ریچارد فریند، یک پیل هیبریدی ساخته‌اند که نور قرمز را جذب می‌کند و انرژی مازاد نور آبی را برای افزایش جریان الکتریکی بخدمت می‌گیرد. معمولا یک پیل خورشیدی به ازای هر فوتون جذب شده یک الکترون واحد تولید می‌کند. با اینحال با افزودن پنتاسین، یک نیمه‌رسانای آلی، این پیل‌های خورشیدی می‌توانند دو الکترون به ازای هر فوتون از طیف نور آبی تولید کنند. این می‌تواند پیل‌ها را قادر به گیراندازی 44 درصدی انرژی خورشیدی دریافتی کند.

برونو ارلر، محقق ارشد این گروه تحقیقاتی، گفت: "پیل‌های خورشیدی هیبریدی و آلی نسبت به فناوری سیلیکونی حاضر ممتاز هستند، زیرا می‌توانند در مقادیر زیاد و با قیمت کم با استفاده از چاپ غلتک – به – غلتک (roll-to-roll) تولید شوند. با اینحال، قسمت اعظم قیمت یک نیروگاه خورشیدی به زمین، نیروی کار انسانی و سختافزار مربوط می‌شود. در نتیجه، حتی اگر پانل‌های خورشیدی آلی دارای قیمت کمتری باشند، ما مجبور هستیم کارآیی آنها را بهبود بخشیم تا آنها را رقابتی کنیم."

مارک ویلسون، یکی دیگر از این پژوهشگران، می‌گوید: "من فکر می‌کنم که این بسیار مهم است که ما به سمت منابع بادوام انرژی حرکت کنیم، و کمک به پیدا کردن راه‌حل‌های ممکن هیجان‌آور است."

این پژوهشگران جزئیات نتایج کار تحقیقاتی خود را در مجله‌ی Nano Letters منتشر کرده‌اند.