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 مورد 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 کلیدی تیم تحقیقاتی، گفت: «ما روش جدیدی برای استفاده از آرسنید گالیم (GaAs) ایجاد کرده‌ایم که از نانوساختارها استفاده می‌کند. بنابراین ما می توانیم از این روش برای افزایش کارایی سلول های خورشیدی استفاده کنیم.

آرسنید گالیم به عنوان بهترین ماده برای ساخت سلول های خورشیدی با راندمان بالا و با کیفیت شناخته شده است. این به دلیل 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 عوامل می توانند بازده سلول های خورشیدی را در مقایسه با سلول های خورشیدی استاندارد افزایش دهند. با این حال، مواد کمتری برای ساخت آن مورد نیاز است.

محققان با استفاده از آرسنید گالیم در ساختارهای نانوسیمی، روش جدیدی برای ساخت سلول‌های خورشیدی کشف کرده‌اند که بازده آن بسته به وزن و اندازه سلول خورشیدی می‌تواند ده برابر شود.

اکنون محققان با استفاده از روشی به نام «اپیتاکسی پرتو مولکولی» نانوسیم‌ها را توسعه می‌دهند. این فرآیند نمی تواند حجم زیادی محتوا تولید کند. با این حال، استفاده از ابزار در سطح صنعتی، مانند رسوبات بخار فلزی-آلی، امکان تولید مقادیر بالایی از مواد مفید و مورد استفاده را فراهم می کند.

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