افزایش کارآیی پنل‌های خورشیدی در جذب انرژی با کمک نانوذرات

اعتمادآنلاین| اگرچه پنل‌های خورشیدی همه روز را در معرض نور خورشید سپری می‌کنند اما تماس همیشگی آنها با نور به این معنا نیست که می‌توانند همه نوری که به آنها برخورد می‌کند، جذب کنند. سلول‌های خورشیدی به طور کلی می‌توانند نور مرئی را برای تولید انرژی، تحت کنترل خود درآورند اما بخش‌های دیگر طیف الکترومغناطیسی نادیده گرفته می‌شوند.

برای این که سلول‌های خورشیدی بتوانند از عهده جذب همه بخش‌های نور برآیند، باید پژوهش‌های بیشتری صورت بگیرند. پژوهشگران "موسسه سلطنتی فناوری کی‌تی‌اچ" (KTH) سوئد، لایه جدیدی ابداع کرده‌اند که می‌تواند روی سلول‌های خورشیدی قرار بگیرد و کارآیی آنها را تا 25 درصد افزایش دهد.

یکی از راه‌هایی که دانشمندان برای افزایش کارآیی پنل‌های خورشیدی مورد بررسی قرار می‌دهند، شارژ آنها با کمک انواع خاصی از نانوذرات است. غنی کردن این ذرات با یون‌های فلزی مانند لانتانیدها، توانایی استفاده از انواع دیگر نور مانند مادون قرمز و تبدیل آنها به انرژی را برای ذرات فراهم می‌کند.

این نانوذرات موسوم به "UCNPs"، مبنای کشف غیرمنتظره پژوهشگران سوئیسی هستند. آنها باور دارند که نانوذرات UCNPs می‌توانند به عملکرد پنل‌های خورشیدی بهبود ببخشند و از تلف شدن بخش زیادی از انرژی خورشیدی پیشگیری کنند.

این گروه پژوهشی، آرایه‌ای مبتنی بر یک پلیمر ابداع کردند که از ادغام نانوکریستال‌ها با مجموعه‌ای از میکرولنزها تشکیل شده و می‌تواند 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 می‌دهد تا پرتو ضعیف نور مادون قرمز را به نور مرئی قابل استفاده در سلول‌های خورشیدی تبدیل کنند.

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

آرگن ادامه داد: ما با کمک این روش توانستیم کارآیی پنل‌های خورشیدی را تا 10 درصد افزایش دهیم و یقین داریم که با تلاش بیشتر می‌توانیم کارآیی آن را به 20 تا 25 درصد برسانیم.

این پژوهش، در مجله "Nanoscale" به چاپ رسید.

منبع: ایسنا