تولید سلول‌های خورشیدی نازک‌تر از مو با تولید انرژی ۱۸ برابر نمونه‌های سنتی

به گزارش ستاد ویژه توسعه فناوری‌ نانو، امروزه پیشرفت‌های علمی در توسعه سلول‌های خورشیدی لایه‌نازک به مرحله خیره‌کننده‌ای رسیده است.

سلول‌های خورشیدی جدید ساخته شده در دانشگاه ام‌آی‌تی می‌توانند روی سطوح مختلف اعمال شوند و به طور موثر آن‌ها را به منابع تولیدکننده انرژی تبدیل کنند. این سلول‌های فوق نازک به طور قابل توجهی سبک وزن هستند و انعطاف‌پذیری آن‌ها امکان ادغام با پارچه‌ها را فراهم می‌کند و آن‌ها را برای کاربردهای قابل حمل و اضطراری ایده‌آل می‌کند.

با وجود نازکی و چکش‌خواری، این سلول‌ها بیش از ۹۰ درصد از قابلیت‌های تولید برق خود را حتی پس از استفاده زیاد حفظ می‌کنند و دوام قابل توجهی از خود نشان می‌دهند. این نوآوری فرصت‌های جدیدی را برای یکپارچه‌سازی انرژی خورشیدی در محیط‌های مختلف، از فناوری پوشیدنی گرفته تا تجهیزات واکنش اضطراری، باز می‌کند.

فناوری‌ سلول‌های فتوولتائیک پروسکایت-سیلیکون در خط مقدم نوآوری انرژی خورشیدی قرار دارند و چندین پروژه با بودجه وزارت انرژی آمریکا با هدف پیشبرد توسعه آن‌ها در حال انجام است.

از جمله مزایای اصلی مواد پروسکایت می‌توان به راندمان بالا، امکان تولید کم‌هزینه و سازگاری با فناوری سلول‌های خورشیدی سیلیکونی موجود اشاره کرد.

محققان در تلاش‌اند تا فرآیندهای ساخت لایه پروسکایت را بهینه کنند، دوام را در شرایط واقعی افزایش دهند و تولید را از اندازه‌های کوچک به اندازه‌های تجاری افزایش دهند. هدف دستیابی به ماژول‌های پروسکایت-سیلیکون با راندمان ۲۷ درصد یا بالاتر است که به طور قابل توجهی از راندمان پنل‌های خورشیدی تجاری فعلی پیشی می‌گیرد.

تطبیق‌پذیری سلول‌های خورشیدی لایه نازک طیف وسیعی از کاربردها را امکان‌پذیر می‌کند. این سلول‌های سبک وزن و انعطاف‌پذیر را می‌توان به‌طور یکپارچه در لباس‌ها گنجاند و روی سطوح ساختمان، وسایل نقلیه و حتی فضاپیماها اعمال کرد.

در پروژه دیگری، محققان دانشگاه سوانسی و دانشگاه آبوآکادمی یک مدل تحلیلی پیشگامانه ایجاد کرده‌اند که درک ما را از کارایی سیستم‌های فتوولتائیک لایه نازک افزایش می‌دهد و می‌تواند فناوری انرژی خورشیدی را متحول کند.

این پیشرفت بخشی از یک روند گسترده‌تر در نوآوری سیستم‌های خورشیدی است، از جمله ایجاد سلول‌های خورشیدی بسیار نازک و انعطاف‌پذیر و ادغام مواد پیشرفته‌ای مانند پروسکایت‌ها که می‌تواند انرژی خورشیدی را به طور گسترده‌ای کاربردی کند.

مدل تحلیلی جدید توسعه یافته توسط محققان به محدودیت‌های مدل‌های سنتی می‌پردازد که نتوانستند پتانسیل کامل سلول‌های خورشیدی لایه نازک را به تصویر بکشند. این پیشرفت، بینش عمیق‌تری را در مورد عملکرد سلول‌های خورشیدی ارائه می‌دهد، طراحی‌های کارآمدتر و بالقوه بازده انرژی بالاتر را ممکن می‌سازد.

با ارائه درک جامع‌تر از سیستم‌های فتوولتائیک لایه نازک، این مدل راه را برای پیشرفت‌های قابل توجه در بهره‌وری و عملکرد فناوری خورشیدی هموار می‌کند. محققان تاکید می‌کنند که مدل‌های سنتی تمام تصویر را نشان نمی‌دهد و اهمیت این پیشرفت را در پیاده‌سازی پتانسیل واقعی سلول‌های خورشیدی لایه‌نازک نشان می‌دهد.