افزایش کارآیی پنل های خورشیدی در جذب انرژی با یاری نانوذرات - بهترین مقاله

به گزارش خبرنگاران و به نقل از گیزمگ، اگرچه پنل های خورشیدی همه روز را در معرض نور خورشید سپری می نمایند اما تماس همیشگی آنها با نور به این معنا نیست که می توانند همه نوری که به آنها برخورد می نماید، جذب نمایند. سلول های خورشیدی به طور کلی می توانند نور مرئی را برای فراوری انرژی، تحت کنترل خود درآورند اما بخش های دیگر طیف الکترومغناطیسی نادیده گرفته می شوند.

برای این که سلول های خورشیدی بتوانند از عهده جذب همه بخش های نور برآیند، باید پژوهش های بیشتری صورت بگیرند. پژوهشگران موسسه سلطنتی فناوری کی تی اچ (KTH) سوئد، لایه جدیدی ابداع نموده اند که می تواند روی سلول های خورشیدی قرار بگیرد و کارآیی آنها را تا 25 درصد افزایش دهد.

یکی از راه هایی که دانشمندان برای افزایش کارآیی پنل های خورشیدی مورد آنالیز قرار می دهند، شارژ آنها با یاری انواع خاصی از نانوذرات است. غنی کردن این ذرات با یون های فلزی مانند لانتانیدها، توانایی استفاده از انواع دیگر نور مانند مادون قرمز و تبدیل آنها به انرژی را برای ذرات فراهم می نماید.

این نانوذرات موسوم به UCNPs، مبنای کشف غیرمنتظره پژوهشگران سوئیسی هستند. آنها باور دارند که نانوذرات UCNPs می توانند به عملکرد پنل های خورشیدی بهبود ببخشند و از تلف شدن بخش زیادی از انرژی خورشیدی پیشگیری نمایند.

این گروه پژوهشی، آرایه ای مبتنی بر یک پلیمر ابداع کردند که از ادغام نانوکریستال ها با مجموعه ای از میکرولنزها تشکیل شده و می تواند با شکل دادن مسیری برای ورود نور، عملکرد نانوذرات UCNPs را تقویت کند.

هانس آگرن (Hans Ågren)، استاد شیمی نظری و سرپرست این پژوهش گفت: توانایی میکرولنزها در متمرکز کردن نور، به نانوذرات امکان می دهد تا پرتو ضعیف نور مادون قرمز را به نور مرئی قابل استفاده در سلول های خورشیدی تبدیل نمایند.

به کار دریافت این لایه روی سلول های خورشیدی معمولی توانست اثر نور مادون قرمز را تعدیل کند و کارآیی تبدیل انرژی را افزایش دهد.

آرگن ادامه داد: ما با یاری این روش توانستیم کارآیی پنل های خورشیدی را تا 10 درصد افزایش دهیم و یقین داریم که با کوشش بیشتر می توانیم کارآیی آن را به 20 تا 25 درصد برسانیم.

این پژوهش، در مجله Nanoscale به چاپ رسید.