تبلیغات
نانوتکنولوژی - نانومخروط‌ ها راندمان پیل خورشیدی را افزایش می‌دهند
دوشنبه 3 مرداد 1390  06:22 ب.ظ    ویرایش: - -

یك گروه تحقیقاتی به رهبری جان زو از آزمایشگاه ملی اِوك ریدج با ساخت پیل خورشیدی مبتنی بر نانومخروط سه بعدی راندمان تبدیل نور به توان فوتوولتائیك را تا نزدیك 80 درصد رسانده است.

این فناوری در حقیقت بر مشكل انتقال ضعیف بارهای تولید شده بوسیله فوتون‌های خورشیدی غلبه می‌كند. این بارها (الكترون‌های منفی و حفره‌های مثبت) معمولا بوسیله نقایص در مواد توده‌ای و فصل‌مشترك‌شان بدام می‌افتند؛ و این پدیده منجر به افت عملكرد می‌شود.



زو گفت: برای حل مشكل مربوط به بدام‌افتادن بارها كه راندمان پیل خورشیدی را كاهش می‌دهد، ما یك پیل خورشیدی مبتنی بر نانومخروط ساختیم؛ روش‌هایی برای سنتز این پیل‌ها ابداع كردیم و راندمان مجموعه بار اصلاح شده را شرح دادیم.

این ساختار خورشیدی جدید شامل نانومخروط‌های نوع N است كه بوسیله یك نیمه‌رسانای نوع p احاطه شده‌اند. این نانومخروط‌های نوع N از اكسید روی ساخته می‌شوند و بعنوان چارچوب اتصال و رسانای الكترون استفاده می‌شوند. ماتریس نوع p نیز از تلورید كادمیوم چندبلوری ساخته می‌شود و بعنوان محیط جاذب اولیه فوتون و رسانای حفره استفاده می‌شود.

زو و همكارانش با این راهبرد در مقیاس آزمایشگاهی قادر شدند كه به راندمان تبدیل نور به توان سه و دو دهم درصدی برسند كه از راندمان یك و هشت دهم درصدی ساختار مسطح مرسوم این ماده بیشتر است.



زو گفت: ما برای تهیه یك توزیع میدان الكتریكی ذاتی، ساختار سه بعدی طراحی كردیم، بطوری كه انتقال موثر بار و راندمان بالا در تبدیل انرژی از نور خورشید به الكتریسیته را تقویت می‌كند.

برجستگی‌های مهم این ماده خورشیدی عبارتند از: توزیع میدان الكتریكی بی‌نظیرش كه منجر به انتقال موثر بار می‌شود؛ سنتز نانومخروط‌ها با استفاده از روش‌های ویژه ارزان؛ و حداقل نقایص و فضاهای خالی در نیمه‌رساناها. نقایص كم در نیمه‌رساناها باعث تقویت خواص نوری و الكتریكی برای تبدیل فوتون‌های خورشیدی به الكتریسیته می‌شود.

زو گفت : نكته مهم در اختراع ما این است كه شكل نانومخروطی، میدان الكتریكی بالایی در مجاورت نوك تولید می‌كند كه باعث جداسازی، تزریق و جمع‌آوری موثر بارهای كوچك می‌شود و درنتیجه در مقایسه با یك پیل مسطح مرسومِ ساخته شده با همان ماده، منجر به راندمان بالاتری می‌شود.

این محققان جزئیات نتایج كار تحقیقاتی خود را در دو مقاله تحت عناوین "انتقال موثر بار در پیل‌های خورشیدی فیلم – نوك نانومخروطی" و "پیل‌های خورشیدی نانواتصال مبتنی بر فیلم‌های CdTe چندبلوری رشدیافته روی نانومخروط‌های ZnO" در IEEE Proceedings منتشر كرده‌اند.
 

   


نظرات()   

نانوتکنولوژی