به گزارش سرویس ترجمه خبرگزاری ایمنا، فناوری فوتوولتائیک یا سلولهای خورشیدی، طی چند دهه گذشته بهعنوان یکی از پیشروترین روشها برای تولید انرژی پاک و تجدیدپذیر شناخته شده است. این فناوری با وجود محبوبیت و گسترش فراوان، همواره با محدودیتهایی روبهرو بوده است که مهمترین آنها، بهرهوری پایین تبدیل انرژی خورشیدی به برق است.، پنلهای خورشیدی تجاری بهطور معمول تنها حدود ۲۰ درصد از انرژی تابشی خورشید را به برق تبدیل میکنند و بیش از ۷۵ درصد انرژی موجود به هدر میرود. محققان دانشگاه توکیو ژاپن بهتازگی موفق به توسعه نوعی سلول خورشیدی تا شدنی و انعطافپذیر شدهاند که بهرهوری تبدیل انرژی آن به رکوردی بیسابقه، یعنی ۲۶.۵ درصد رسیده است. این میزان بهرهوری فراتر از محدودیتهای معمول پنلهای خورشیدی است و میتواند انقلابی در نحوه تولید و استفاده از انرژی خورشیدی ایجاد کند.
سلولهای خورشیدی جدید ترکیبی از دو فناوری پیشرفته سلولهای خورشیدی پروسکایت و سلولهای خورشیدی سیلیکونی انعطافپذیر است که اولی بهدلیل بهرهوری بالا و هزینه تولید پایین شناخته شده، اما شکننده و غیرقابل انعطاف است و دومی سلولهای نازک و قابل خم شدن هستند که عملکرد خوبی دارند و قابلیت انعطاف را فراهم میکنند. با قرار دادن سلولهای پروسکایت روی سلولهای نازک کریستالی سیلیکونی، محققان یک سلول خورشیدی تاندوم (دو لایه) ساختند که هم انعطافپذیر است و هم بهرهوری بالاتری نسبت به فناوریهای سنتی دارد.
ساخت این سلول خورشیدی نیازمند مراحل دقیق و پیچیدهای است که شامل استفاده از کاهش ضخامت با پتاسیم هیدروکسید برای نازک کردن سلول سیلیکونی زیرین، بافتدار کردن سطح پشت سلول برای افزایش جذب نور، اعمال یک لایه محافظ از نیترید سیلیکون با روش رسوبدهی شیمیایی بخار (CVD) و برش سلول به قطعات کوچک پنج سانتیمتری برای حفظ انعطافپذیری میشود. این پیشرفت شگفتانگیز ژاپن آغازگر دوران جدیدی در فناوریهای خورشیدی است که شاید به معنای خداحافظی با فناوری فوتوولتائیک سنتی باشد.
این سلول خورشیدی انعطافپذیر کاربردهای گسترده و متنوعی دارد که شامل امکان نصب سلولهای خورشیدی بهصورت یکپارچه در نما، پنجره و دیگر اجزای ساختمانی بدون نیاز به پنلهای بزرگ و سنگین، تأمین انرژی برای ابزارهای قابل حمل با وزن و حجم کم همچون دستگاههای الکترونیکی همراه، نصب روی وسایلنقلیه خورشیدی سبکوزن همچون خودروها، پهپادها و وسایل نقلیه کوچک که نیاز به سلولهای سبک و انعطافپذیر دارند و در نهایت مأموریتهای فضایی میشود که در آنها وزن و انعطافپذیری سلولهای خورشیدی اهمیت حیاتی دارد.
آینده فناوری خورشیدی
تحقیقات آینده حول این فناوری بر بهبود تطابق جریان و استفاده از ساختارهای دوطرفه هیتروجانکشن یا پیوندناهمگون (محل پیوند بین دو لایه یا ناحیه مختلف از بلورهای نیمهرساناهای غیریکسان) برای افزایش بهرهوری متمرکز خواهد بود. این سلول خورشیدی انعطافپذیر یک پیشرفت بزرگ است، اما آینده انرژیهای تجدیدپذیر متنوعتر خواهد بود. برای مثال بررسیها نشان میدهد توربینهای بادی خانگی با قدرت دو کیلووات و طراحی ستارهای در بعضی شرایط از پنلهای خورشیدی کارآمدتر عمل میکنند، بنابراین فناوریهای نوین در حوزه انرژیهای تجدیدپذیر ممکن است جایگزین یا مکمل فناوریهای فوتوولتائیک سنتی شوند.
نظر شما