تکنولوژی جدید پروسکایت برای پنل خورشیدی – قسمت دوم

این سلول جدید رویکرد اساسا جدیدی به تحقیقات فوتوولتائیک ارائه میدهد: اگر شما می‌خواهید که از محدودیت شاکلی-کوییسر عبور کنید، باید انرژی را از دامنه‌ی گسترده تری دریافت کنید. چون این سلول خورشیدی وابسته به لایه‌های مواد با بندگپ‌های مختلف و در طیف‌های گسترده نیست می‌تواند به طور کلی می‌تواند پرکاربردتر هم باشد. طبق گفته‌های بالدو استفاده از تتراسن بازده انرژی را به ۳۵ درصد محدود می‌کند و این مقدار بسیار بیشتر از آن است که می‌شد برای پنل خورشیدی تصور کرد.

اگرچه اضافه کردن تتراسن ممکن است ساده بنظر برسد اما اجرای آن سخت است. به گفته‌ی بالدو دلیل این سختی آن است که اگر تتراسن مستقیما به سیلیکون وارد شود بصورتی واکنش می‌دهند که شارژ الکتریکی ازبین می‌رود. چالش پیش روی بالدو و همکارانش پیدا کردن ماده‌ای بود که بین ایت دو ماده قرار بگیرد و اجازه دهد انرژی از تتراسن به سیلیکون منتقل شود. ادبیات تئوری راهنمایی کمی به آنها می داد ، بنابراین تیم درگیر روند طولانی آزمایش و خطا برای یافتن ماده‌ی مناسب این ارتباط شدند. معلوم شد که این لایه ای از ضخامت هشت اتم هافنیوم اکسینیترید است.

اما این سلول هنوز کمکی به رکورد نکرده است. بازده آن در آزمایش‌ها ۶ درصد اندازه‌گیری شده است، پس راه زیادی دارد تا بتواند با پنل خورشیدی سیلیکونی موجود رقابت کند. هدف از این پروژه اثبات وجود شکاف اگزیتون در سلول خورشیدی است. برای بالا بردن یازده سلول خورشیدی، بالدو معتقد است نیاز به کارمهندسی دارد تا بتواند شکاف اگزیتون را بهینه سازد.

به گفته‌ی جوزف بری دانشجوی ارشد سازمان بین المللی انرژی‌های تجدید پذیر، در این مورد آنچه که دانشگاه MIT اثبات کرده است اگرچه چندان با تکنولوژی قابل رقبت نیست، اما رویه‌ی جدیدی برای ازبین بردن محدودیت پنل خورشیدی کنونی است. او ادعا می‌کند:( نکته‌ی جالب این است که یک رویکرد کاملا جدید در سلول‌های خورشیدی است. این ایده سالها ارائه شده بود اما به صورت وسیله‌ی عملی درنیامده بود.

بری و همکارانش درحال بررسی راه‌های مختلف برای پیشبرد بازده پنل خورشید می‌باشند به طوریکه برای ساخت پنل پیچیدگی‌ ساخت اضافه نشود و همچنین هزینه افزایش نداشته باشد. یکی از امیدوارکننده‌ترین راهکارها که توسط بری کشف شده است پنل خورشیدی پروسکایت است که که از مواد مصنوعی در ساخت آن استفاده می کنند که دارای خواص ساختاری مشابه با معادن طبیعی پروسکایت هستند.

اولین پنل خورشیدی پروسکایت در دهه‌ی گذشته تولید شد، و از آن زمان تاکنون بیشترین بازدهی هر پنل خورشیدی از هر نوعی را اعلام کرده‌اند. پنل خورشیدی پروسکایت تعدادی مزیت اضافه نسبت به پنل خورشیدی مرسوم دارد، به گفته‌ی بری اگر مواد در پنل پروسکایت دچار نقصی شود این پنل مقاومت میکند. تنها نفوذ چند ذره‌ی ناخواسته به سیلیکون باعث می‌شود کارایی خود را به طور کامل از دست بدهد، این در حالی است که مواد پروسکایت کارایی خود را در این شرایط حفظ می‌کنند. یکی از دلایلی که سیلیکون در تکنولوژی سولار همچنان استفاده می‌شود کاربرد گسترده و دانش زیاد دانشمندان در زمینه‌ی سیلیکون است نه کاربرد مناسب این ماده برای پنل خورشیدی.

تاکنون هیچ یک از پنل‌های خورشیدی نسل جدید نتوانسته‌اند جای خود را در بین محصولات تجاری باز کنند. تقریبا تمامی سلول های خورشیدی در حال تولید کنونی از یک لایه سیلیکون تشکیل می‌شوند که ثابت می‌کند دهه ها است که در برابر عناصر مختلف مقاومت کرده‌اند.برای اینکه پنل خورشیدی پروسکایت در رده‌ی تولید قرار بگیرد لازم است که ثابت شود که با دوام هستند و دست کم ۲۰ سال عمر خواهند کرد. طبق گزارشات بری بسیاری از کمپانی ها پنل خورشیدی پروسکایت را در تولید محدود خود قرار داده‌اند که نوید بخش باز شدن راه جایگزینی این پنل خورشیدی می‌باشد.

با نگاهی به آینده بری معتقد است که امکان دارد با توسعه‌ی شکاف اگزیتون در دانشگاه MIT، بتوان آن را با پنل خورشیدی پروسکایت ترکیب کرد و بازده این پنل خورشیدی را بالا برد. طبق گفته‌های او این یک گزینه یا پیشنهاد نیست اما ابتدا باید ثابت شود که شکاف اگزیتون برای کارکرد در سیستم‌های خورشیدی به حد کافی بازده دارد.

منبع: new-designs-could-boost-solar-cells-beyond-their-limits

در صورت نیاز به هرگونه مشاوره در زمینه احداث نیروگاه برق خورشیدی می توانید با کارشناسان ما در تجهیزسولار در تماس باشید.

تجهیزسولار تامین کننده تجهیزات نیروگاه خورشیدی در سطح کشور

نوشتن دیدگاه

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *