دانشمندان دانشگاه استنفورد پیلی خورشیدی ساختند که تماما از کربن تشکیل شده ‏است. کربن یک جایگزین نویدبخش برای مواد گران استفاده شده در افزاره‌های ‏فوتوولتائیک امروزی است.‏

به گزارش گروه علمي باشگاه خبرنگاران به نقل از ستاد توسعه فناوري نانو دانشمندان دانشگاه استنفورد اولین پیل خورشیدی که تماما از کربن تشکیل شده است، را ‏ساخته‌اند. کربن یک جایگزین نویدبخش برای مواد گران استفاده شده در افزاره‌های ‏فوتوولتائیک امروزی است.‏

برخلاف پنل‌های خورشیدی سیلیکونی انعطاف‌ناپذیر که روی پشت‌بام‌ها قرار داده ‏می‌شوند، فیلم نازک این محققان که از مواد کربنی تشکیل شده است، را می‌توان روی ‏سطوح ساختمان‌ها، پنجره‌ها یا روی ماشین‌ها برای تولید الکتریسیته روکش داد. این ‏تکنیک روکش‌دهی همچنین توان بالقوه‌ای برای کاهش هزینه‌های ساخت دارد.‏

 یکی از این محققان، گفت: «فرآوری پیل‌های خورشیدی مبتنی بر ‏سیلیکون نیاز به چندین مرحله دارد. اما تمام افزاره ما را می‌توان با استفاده از روش‌های ‏روکش‌دهی ساده‌ای ساخت که نیاز به ابزار و ماشین‌های گران‌قیمت ندارند.»

پیل خورشیدی این گروه شامل یک لایه فعال نوری است که بین دو الکترود ساندویچ ‏شده و نور خورشید را جذب می‌کند. در یک پیل خورشیدی فیلم نازک معمولی، الکترودها ‏از فلزهای رسانا و اکسید قلع ایندیوم ‏‎(ITO)‎‏ ساخته می‌شوند. ژنان باو، یکی دیگر از این ‏محققان، گفت: «موادی مانند ایندیوم کمیاب هستند و در صورت استفاده در پیل‌های ‏خورشیدی گران‌تر نیز می‌شوند. از طرف دیگر کربن کم‌هزینه و روی زمین فراوان است.» ‏

 

اولین پیل خورشیدی تمام کربنی.‏


در این تحقیق، دانشمندان بجای نقره و ‏ITO‏ که در الکترودهای مرسوم استفاده ‏می‌شوند، از گرافن و نانولوله کربنی چندجداره استفاده کردند.  «نانولوله‌های ‏کربنی خواص جذب نور و رسانایی الکتریکی شگفت‌انگیزی دارند.»
  ‏
این دانشمندان برای لایه فعال پیل خورشیدی‌شان از مواد متشکل از نانولوله‌های کربنی و ‏باکی‌بال‌ها استفاده کردند. وسگوریتچیان گفت: «همه اجزاء در پیل خورشیدی‌مان، از مواد ‏کربنی ساخته شده‌اند.» یکی از عیب‌های نمونه‌های تمام کربنی این است که نور را معمولا ‏در طول‌موج‌های نزدیک مادون‌قرمز جذب می‌کنند که منجر به راندمان آزمایشگاهی کمتر از ‏‏1 درصد (خیلی کمتر از راندمان پیل‌های خورشیدی تجاری) می‌شود.» ‏

وي گفت: «با مواد و تکنیک‌های فرآوری بهتر، ما انتظار داریم که راندمان به شدت ‏افزایش یابد.» این گروه استنفوردی راه‌های متنوعی را برای بهبود راندمان بررسی کردند. این ‏محققان همچنین نانومواد کربنی را بررسی کردند که می‌توانند در گستره وسیع‌تری از طول ‏موج‌ها شامل طیف مرئی، نور بیشتری جذب کنند.‏

بنا به اين گزارش: «مواد ساخته شده از کربن خیلی مستحکم هستند. آنها در دماهای بالا ‏نزدیک 1100 درجه فارانهایت نیز پایدار هستند.» طبق گفته وسگوریتچیان توانایی پیل‌های ‏خورشیدی کربنی برای کار کردن در شرایط بسیار سخت می‌تواند بر نیازشان به راندمان ‏بالاتر غلبه کند.
 
وسگوریتچیان توضیح داد: «ما باور داریم که پیل‌های خورشیدی تمام کربنی ‏را می‌توان در محیط‌های خشن مانند دماهای بالا یا تنش‌های بالای فیزیکی بکار برد. اما ما ‏راه‌های مختلف برای بهبود افزاره‌مان را بررسی می‌کنیم و می‌خواهیم به بالاترین راندمان ‏ممکن برسیم.»

این محققان جزئیات نتایج کار تحقیقاتی خود را در مجله‌ی ‏ACS Nano‏ منتشر کرده‌اند.‏

برچسب ها: خورشیدی ، نانو ، پیل
اخبار پیشنهادی
تبادل نظر
آدرس ایمیل خود را با فرمت مناسب وارد نمایید.