تولید پیل خورشیدی که نور مرئی را جذب می‌کند

مطالعه محققان نشان می‌دهد که با ترکیب نقاط کوانتومی گرافنی و دی اکسید تیتانیوم می‌توان پیل خورشیدی تولید کرد که قادر به جذب نور مرئی است.



مطالعه محققان نشان می‌دهد که با ترکیب نقاط کوانتومی گرافنی و دی اکسید تیتانیوم می‌توان پیل خورشیدی تولید کرد که قادر به جذب نور مرئی است. این موفقیت با توجه به این که ۴۳ درصد نور خورشید حاوی طول موج‌های نور مرئی است یک دستاورد مهم برای افزایش کارایی پیل‌های خورشیدی محسوب می‌شود.

محققان استرالیایی دانشگاه گریفیفت موفق به کشف ساز و کار جدید برای بهبود خواص جذب نور در نوعی از نانومواد شدند. به اعتقاد محققان این دستاورد جدید می‌تواند نسل جدیدی از مواد کامپوزیتی را ایجاد کند که قادر به جذب نور خورشیدی بوده و امکان استفاده از آن‌ها در اپتوالکترونیک وجود دارد.

این گروه تحقیقاتی برای اولین بار نشان دادند که پدیده‌ای موسوم به "کم عرض کردن باندگپ با محدود کردن کوانتومی" می‌تواند جذب انرژی خورشیدی را در طیف UV برای نقاط کوانتومی گرافنی و اکسید تیتانیوم بهبود دهد. با این کار می‌توان میزان جذب انرژی را در محدوده طول موج‌های مرئی نیز افزایش داد. این دستاورد از این جهت مهم است که 43 درصد از طول موج‌های خورشیدی مربوط به بخش مرئی بوده و تنها 5 درصد آن به UV تعلق دارند.

کین لی از محققان مرکز میکرو و نانوفناوری این دانشگاه معتقد است که این روش کاربردهای متعددی می‌تواند داشته باشد، به طوری كه از تولید سل‌های خورشیدی رنگی تا دستگاه‌های تصفیه آب مجهز به باتری خورشیدی این فناوری قابل استفاده است.

لی می‌گوید: هرکجایی که نور خورشید وجود داشته باشد، این نانومواد می‌توانند برای تولید انرژی مورد استفاده قرارگرفته و با انرژی تولید شده آب آشامیدنی تولید کنند. این سازوکار می‌تواند برای تولید انرژی بسیار مهم باشد و آنچه که ارزش این دستاورد را دوچندان می‌کند آن است که با روشی بسیار ساده می‌توان ماده‌ای را که جاذب UV است، وادار به جذب نور مرئی کرد. این کار تنها با کم عرض کردن باندگپ انجام می‌شود.

از نانوذرات اکسید تیتانیوم برای تولید پیل‌های خورشیدی حساس شده با رنگ استفاده می‌شود. این ماده فراوان و ارزان بوده و به صورت پیگمنت‌های سفید در بازار یافت می‌شود. پیش از این محققان با تقویت ساختاری با یون فلزی، کربن، نیتروژن و هیدروژناسیون اقدام به بهبود عملکرد این مواد کرده بودند که تمامی این روش‌ها نیاز به دما و فشار بالا دارند.

در مقاله‌ای که این گروه در نشریه Chemical Communication منتشر کردند، نشان دادند که ترکیب اکسیدتیتانیوم و نقاط کوانتومی گرافنی منجر به تولید کامپوزیتی می‌شود که قادر به جذب نور مرئی است. این کار با محدود شدن باندگپ انجام می‌شود.

منبع :