محققان از نانوسیم های نیمه هادی برای دو برابر کردن کارایی سلول های خورشیدی استفاده می کنند

یک تیم تحقیقاتی از دانشگاه علم و صنعت نروژ (NTNU) روش جدیدی را برای استفاده از نانوسیم های نیمه هادی برای استفاده در سلول های خورشیدی ایجاد کرده است. این روش جدید بازده سلول های خورشیدی نوع Si را دو برابر می کند. علاوه بر افزایش کارایی می توان به مقرون به صرفه بودن این روش نیز اشاره کرد.

آنجان موکرجی، دانشجوی دکترا در دانشکده الکترونیک دانشگاه و یکی از اعضای اصلی تیم تحقیقاتی، گفت: «ما روش جدیدی را برای استفاده از نانوساختارهای گالیم آرسنید (GAAS) ایجاد کرده‌ایم. بنابراین ما می توانیم با استفاده از این روش کارایی سلول های خورشیدی را افزایش دهیم.

آرسنید گالیم از دیرباز به عنوان بهترین ماده برای ساخت سلول های خورشیدی با راندمان و کیفیت بالا شناخته شده است. دلیل این امر قدرت جذب نور بالای این ماده و خواص الکتریکی خاص آن است. این امر باعث می شود که آرسنید گالیوم جایگزین مناسبی برای پانل های خورشیدی فضایی باشد.

با این حال، تولید سلول های خورشیدی با آرسنید گالیم بسیار گران است و در نتیجه، محققان به دنبال راه هایی برای کاهش مواد مورد استفاده در ساخت این سلول ها هستند. اینجاست که ساختارهای نانوسیمی وارد عمل می شوند. این عناصر به طور بالقوه می توانند کارایی سلول های خورشیدی را در مقایسه با سلول های خورشیدی استاندارد افزایش دهند. با این حال، برای تهیه آنها به مواد کمتری نیاز است.

محققان با استفاده از آرسنید گالیوم در ساختارهای نانوسیمی، روش جدیدی برای ساخت سلول‌های خورشیدی کشف کرده‌اند که بسته به وزن و ابعاد سلول خورشیدی، می‌تواند کارایی را تا ده برابر افزایش دهد.

اکنون محققان با استفاده از روشی به نام “اپیتاکسی پرتو مولکولی” نانوسیم ها را توسعه می دهند. این فرآیند نمی تواند مواد را به صورت فله ای تولید کند. با این حال، استفاده از تجهیزات در مقیاس صنعتی، مانند رسوب بخار فلزی-آلی، امکان تولید مواد مفید و مورد استفاده را در مقادیر بالا فراهم می کند.

ترکیب این سلول های خورشیدی مبتنی بر نانوسیم بر روی یک سلول Si می تواند بازده سلول خورشیدی را تا 40 درصد افزایش دهد. این مطالعه در مجله ACS Photonics منتشر شده است.