نقاط کوانتومی کارایی پیل خورشیدی را تا دو برابر افزایش می‌دهند

به گزارش گروه علم و فناوری آنا به نقل از ستاد ویژه توسعه نانو، نتایج به دست آمده توسط محققان روسی دانشگاه ایالتی تومسک حاکی از آن است که نقاط کوانتومی می‌تواند کارایی تبدیل انرژی خورشید را به الکتریسیته افزایش دهد. براساس این نتایج، نانوساختارهای نیمه‌هادی موجب بهبود عملکرد پیل‌های خورشیدی می‌شوند. این گروه قصد دارند تا کارایی این پیل‌ها را بین 35 تا 40 درصد افزایش دهند. براساس محاسبات نظری، بیشینه کارایی ممکن در باتری‌‌ها 53 درصد است.

مشابه این نتایج در تحقیقاتی که پیش از این توسط یک گروه تحقیقات بین‌المللی انجام شده بود، به دست آمده است. این گروه نشان دادند که پیل‌های خورشیدی سیلیکونی کارایی بیش از 25 درصد ندارد و درباره پیل‌های حاوی نقاط کوانتومی این رقم به 12 درصد می‌رسد.

یکی از روش‌های بهبود کارایی پیل‌های خورشیدی سیلیکونی، کندوپاس نقاط کوانتومی ژرمانیومی روی آنهاست. با چنین کاری، محدوده جذب نور در منطقه مرئی و مادون قرمز تا 1/6 میکرون افزایش می‌یابد و این کار موجب بهبود کارایی پیل خورشیدی می‌شود.

گروه‌های مختلفی در حال حاضر روی ساختارهای مبتنی بر آرسنید گالیم کار می‌کنند اما ساختارهای پیل خورشیدی سیلیکونی حاوی نقاط کوانتومی بسیار ساده‌تر است. این پیل‌ها برای تولید ارزان‌تر خواهند بود. در ساختار آرسنید گالیم از چند لایه مختلف استفاده شده که هر لایه طول موج مشخصی از نور را جذب می‌کنند. در واقع هر لایه باند جذب جداگانه‌ای دارد. اما اگر از چندلایه‌های آبشاری سیلیکونی استفاده شود، برای جذب و تبدیل همان مقدار انرژی، یک لایه هم کافی خواهد بود.