خبر توليد پيل‌ خورشيدي با مواد نيمه هادي پلاستيک آلي

محققان دانشگاه تگزاس دريافتند: براي افزايش كارايي پيل‌هاي خورشيدي مي‌توان از مواد نيمه‌هادي پلاستيک آلي در پيل خورشيدي استفاده كرد.

به گزارش سرويس فناوري ايسنا، بر پايه تحقيقات جديد محققان در دانشگاه تگزاس، کارايي پيل‌هاي خورشيدي رايج مي‌تواند بهبود چشمگيري پيدا کند. «زيايونگ ژو» و همکارانش دريافتند که اگر از مواد نيمه‌هادي پلاستيک آلي در پيل‌هاي خورشيدي استفاده شود، تعداد الکترون‌هاي به ‌دست آمده در اثر برخورد يک فوتون، دو برابر مي‌شود.
«ژو» مي‌گويد: توليد پيل خورشيدي نيمه‌هادي پلاستيکي از مزاياي بسياري برخوردار است. يکي از اين مزايا، قيمت پايين آن است.
اين استاد شيمي در ادامه مي‌افزايد: کشف ما درهاي تازه‌اي را به ‌سوي راهبردهاي جديد در تبديل انرژي خورشيدي باز مي‌کند، به ‌طوري که بتوان با کارايي بالاتر فرايند تبديل را انجام داد.

بيشترين بهره تبديل انرژي خورشيدي به الکتريسيته در پيل‌هاي خورشيدي سيليکوني، از نظر تئوري، 31 درصد است؛ زيرا بيشتر انرژي خورشيدي صرف گرم کردن پيل شده و به الکتريسته تبديل نمي‌شود. اين شکل انرژي که به آن «الکترون‌هاي داغ» گفته مي‌شود، به ‌صورت گرما به هدر مي‌روند. اگر بتوان اين انرژي را مهار کرد و از آن در فرايند توليد الکتريسيته بهره جست، آن‌گاه مي‌توان کارايي تبديل انرژي را به 66 درصد رساند.
«ژو» و همکارانش نتايج يافته‌هاي خود را در قالب مقاله‌اي تحت عنوان Observing the Multiexciton State in Singlet Fission and Ensuing Ultrafast Multielectron Transfer در نشريه «Science» به چاپ رساندند.
در قدم اول «ژو» و همکارانش نشان دادند که مي‌توان «الکترون‌هاي داغ» را با استفاده از نانوبلورها به‌ دام انداخت. آنها نتايج اين يافته را نيز در سال 2010 در نشريه «Science» به چاپ رساندند. البته «ژو» مي‌گويد پياده سازي اين فناوري با چالش‌هاي بسياري همراه است.
براي مثال، تنها در صورتي که نور خورشيد به ‌صورت متمرکز روي پيل بتابد، بهره تبديل انرژي در آن 66 درصد مي‌شود. بنابراين با تابش کم رمق پرتو خورشيد نمي‌توان انتظار چنين کارايي بالايي را داشت.
براي حل اين مشکل، «ژو» و همکارانش به يک جايگزين دست يافتند. آنها دريافتند که اگر در اين سيستم از ترکيب نيمه‌هادي آلي به ‌نام «پنتاسن» استفاده شود، هر فوتون قادر است يک کوانتوم تاريک، حالت سايه، ايجاد کند که اين مساله منجر به توليد دو الکترون مي‌شود. با اين کار کارايي سيستم افزايش مي‌يابد.
«ژو» مي‌گويد: با اعمال اين يافته جديد مي‌توان کارايي پيل خورشيدي را تا 44 درصد افزايش داد، بدون اين که به نور خورشيد متمرکز نياز باشد.

منبع : ایسنا