افزایش عملکرد پنل‌های خورشیدی شهری با تکنیک جدید

محققان با استفاده از تکنیک نوین غیرفعال‌سازی هیدروژنی موفق شده‌اند بازده سلول‌های خورشیدی کسترایت را به رکورد بی‌سابقه ۱۳.۲ درصد برسانند. کسترایت ماده‌ای ارزان، پایدار و غیرسمی است که می‌تواند آینده انرژی خورشیدی را متحول کند و جایگزینی هوشمندانه برای سیلیکون و پروسکایت باشد.

به گزارش سرویس ترجمه خبرگزاری ایمنا، در رقابت برای پیشبرد فناوری خورشیدی شهری و عبور از محدودیت‌های سیلیکون و ناپایداری پروسکایت، یک ماده معدنی جدید برای بار دوم وارد صحنه فناوری خورشیدی شده است. این ماده معدنی «کسترایت (Kesterite)» نام دارد و ترکیبی از مس، روی، قلع و گوگرد (CZTS) است. این ماده که پیش‌تر به‌دلیل چالش‌های تولید نادیده گرفته شده بود، اکنون با پیشرفت‌های چشمگیر، نویدبخش آینده‌ای پایدار و کارآمد در صنعت انرژی خورشیدی است. مواد اولیه کسترایت ارزان و به‌راحتی در دسترس هستند که این موضوع موجب کاهش هزینه تولید پنل‌های خورشیدی می‌شود. این ویژگی، امکان نصب گسترده فناوری خورشیدی روی سقف‌ها، نماها و سایر سازه‌های شهری را فراهم می‌کند و به افزایش استفاده از انرژی پاک در شهرها کمک می‌کند.

سلول‌های خورشیدی کسترایت به صورت لایه‌های نازک تولید می‌شوند که وزن کمی دارند و انعطاف‌پذیر هستند. این ویژگی امکان ادغام آن‌ها در مصالح ساختمانی (مانند پنل‌های خورشیدی یکپارچه با ساختمان)، خودروهای برقی و منابع انرژی قابل حمل را فراهم می‌کند که برای فضای محدود و متنوع شهرها بسیار مناسب است.

تیم تحقیقاتی دانشگاه نیو ساوت ولز با بهره‌گیری از روش «غیرفعال‌سازی هیدروژنی» موفق شدند بازده سلول‌های کسترایت با گپ انرژی بالا را به ۱۳.۲ درصد برسانند که نسبت به رقم قبلی ۱۱.۴ درصد، جهش قابل‌توجهی محسوب می‌شود. این تکنیک با خنثی‌سازی نقص‌های ریزساختاری در ماده، عملکرد آن را به شکل چشمگیری بهبود می‌بخشد. راز این عملکرد عالی، استفاده از هیدروژن است.

بهبود عملکرد پنل‌های خورشیدی شهری با تکنیک جدید

در همین حال، پژوهشگران چین و مالزی با طراحی نوآورانه‌ای که در آن لایه بافر اکسید تنگستن جایگزین سولفید کادمیوم سمی می‌شود و از لایه CZTSe در پشت سلول استفاده می‌کند، بازده تئوری ۲۹.۳ درصد را پیش‌بینی کرده‌اند. این رقم بیش از دو برابر رکورد کنونی است و نشان‌دهنده پتانسیل بالای کسترایت برای رقابت با پنل‌های سیلیکونی تجاری است.

از مهم‌ترین مزایای کسترایت می‌توان به استفاده از مواد فراوان، ارزان و غیرسمی، پایداری طولانی‌مدت بیش از یک دهه و قابلیت ترکیب با سلول‌های سیلیکونی در پنل‌های چندلایه اشاره کرد که امکان جذب طیف گسترده‌تری از نور خورشید را فراهم می‌کند. تیم تحقیقاتی معتقد است اگر بتوان بازده سلول‌های کسترایت را به ۲۰ درصد رساند، این فناوری به نقطه اوج خود خواهد رسید و محدودیتی برای رشد آن وجود نخواهد داشت.

با توجه به پیشرفت‌های کنونی، انتظار می‌رود کسترایت تا سال ۲۰۳۰ به مرحله تجاری‌سازی برسد و به‌عنوان گزینه‌ای هوشمند، پایدار و مقرون‌به‌صرفه، سهم قابل‌توجهی در بازار انرژی خورشیدی داشته باشد. کسترایت شاید به اندازه پروسکایت جذاب نباشد یا به اندازه سیلیکون شناخته‌شده نباشد، اما ترکیب منحصربه‌فردی از کارایی، پایداری و سازگاری محیطی دارد که می‌تواند انقلابی در صنعت انرژی خورشیدی ایجاد کند و آینده‌ای روشن‌تر برای انرژی پاک رقم بزند.

کد خبر 863627

برچسب‌ها

نظر شما

شما در حال پاسخ به نظر «» هستید.