پیشرفت در سلولهای خورشیدی داخلی با جذب نور محیط
سلولهای خورشیدی جدید میتوانند انرژی وسایل الکترونیکی را تنها با استفاده از نور محیط داخلی تامین کنند. این فناوری میتواند استفاده از باتریهای یکبارمصرف را کاهش دهد.
به گزارش انرژی خبر؛ پژوهشگران دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا موفق به توسعه مادهای خورشیدی نازک شدهاند که میتواند نور محیط داخلی را با کارایی بالاتری جذب کند. این پیشرفت به تولید وسایلی کمک خواهد کرد که نیازی به باتریهای یکبارمصرف یا اتصال به برق ندارند.
سلولهای خورشیدی داخلی که به نام «فتوولتائیک داخلی» شناخته میشوند، نور لامپها و دیگر منابع نوری داخل ساختمان را به برق تبدیل میکنند. بر خلاف صفحات خورشیدی مورد استفاده در فضای باز، این سلولها باید برای جذب نوری که معمولاً در محیطهای داخلی وجود دارد، طراحی شوند.
پژوهشگران بر روی «پروسکایت هالید فلزی» تمرکز کردهاند، مادهای نیمهرسانا که میتواند به لایههای نازک جاذب نور تبدیل شود. هدف اصلی آنان یافتن ترکیب شیمیایی مناسب و کاهش نقصهایی بود که میتوانند عملکرد دستگاه را مختل کنند.
تغییر میزان بروم و ید در ساختار بلوری پروسکایت به پژوهشگران این امکان را داد تا «گاف نواری» ماده را کنترل کنند، که این محدوده نوری را تعیین میکند که ماده میتواند جذب کند. از طریق تغییرات تدریجی در نسبت بروم و ید، شش نوع مختلف از این ماده تولید و بررسی شد.
بهترین عملکرد مربوط به مادهای بود که ۳۵ درصد بروم داشت. پژوهشگران همچنین فرایند ساخت لایه پروسکایت را بهبود بخشیدند و به جای کلروبنزن که معمولاً استفاده میشود، از دیکلروبنزن بهره بردند.
این تغییرات به کنترل بهتر فرایند بلوری شدن و ایجاد لایهای با کیفیت بالاتر کمک کرد. همچنین، پژوهشگران یک لایه محافظ از نمکی به نام «فنیلاتیلآمونیوم برومید» (PEABr) اضافه کردند تا نقصها را کاهش داده و از ماده در برابر نور شدید محافظت کند.
در آزمایش ۲۴۰ ساعته، دستگاه محافظتشده هیچ کاهش عملکردی نشان نداد، حتی زمانی که در معرض نوری با شدت غیرمعمول بالا قرار گرفت. پژوهشگران برآورد کردهاند که این دستگاه میتواند هزاران ساعت پایدار بماند.
این فناوری در سطوح نوری ۱۰ تا ۵۰ برابر بیشتر از استانداردهای آزمایشی پیشنهادی همچنان به کار خود ادامه داد.
پژوهشگران معتقدند که این سلولهای خورشیدی میتوانند انرژی دستگاههایی مانند ترموستاتهای هوشمند و حسگرهای پزشکی را تامین کنند. با این حال، هنوز برای استفاده گسترده آماده نیستند و باید بر روی افزایش دوام آنها کار شود.
نتایج این پژوهش در نشریه APL Energy منتشر شده است.
در حال بارگذاری نظرات...