مقاله جدیدی به نام ” تنظیم مشترک پلاسمونیک- اکسیتونیک (plasmonic-excitonic) فتوولتائیک با استفاده از روش نانو (نانو الیافها) توسط پروفسور تد سارجنت به همراه گروه تحقیقاتی وی از دانشگاه تورنتو چاپ شده است. او ادعا میکند که روشی برای افزایش کارایی و بهرهوری سلولهای خورشیدی یافته است. با توجه به مقالهای که در مجله نانولترز (Nano Letters) منتشر شد، این تکنیک شامل کار با نقاط کوانتومی کلوئیدی فتوولتائیک در سلولهای خورشیدی میشود.
نقاط کوانتومی فتوولتائیک (بدون استفاده از نانو ذرات پلاسمونیک) صلاحیت کافی برای جذب انرژی خورشیدی در طیف امواج مادون قرمز را ندارد. نیمی از انرژی خورشید که به زمین میرسد را اموج مادون قرمز تشکیل میدهد. بنابراین جمعآوری و جذب حداکثر این امواج تنها راه افزایش کارایی سلولهای خورشیدی میباشد.
برای رسیدن به این هدف، گروه تحقیقات، روش طول موج قابل تنظیم، به اسم پردازش پلاسمونیک نانو- ذرات را معرفی میکند. گفته میشود که این ذرات میتوانند روی انتشار و جذب نور کنترل کاملی داشته باشند.
همکار نویسنده دکتر سوزانا تن میگوید :”روش جدید گروه تد سارجنت احتمال افزایش ۳https://persianepochtimes.com/wp-admin/post-new.php۵ درصدی کارایی این فنآوری را با طول موج نزدیک امواج مادون قرمز نشان میدهد. به طور کلی میتواند به این معنا باشد که افزایش یازده درصدی کارایی تبدیل انرژی خورشیدی، باعث میشود که ساخت نقطه کوانتومی فتوولتائیک (مدل جدید سلولهای خورشیدی با این فناوری جدید) با قابلیت جذب بالای نور جایگزین مناسبی برای فنآوریهای سلولهای خورشیدی امروزی باشد.”
تن میگوید: “این مدل جدید دو منفعت دارد. نخست اینکه بسیار ارزان تر است، بنابراین باعث کاهش هزینههای برق تولیدی به ازای هر وات از قدرت آن میشود. اما مزیت اصلی آن، این است که بهسادگی با تغییر اندازه نقطه کوانتومی، میتوانید طول موج جذب نور آن را تغییر دهید. تغییر اندازه بسیار آسان است، و این اندازه تغییرپذیر یک ویژگی به اشتراک گذاشته شده توسط مواد پلاسمونیک میباشد. با تغییر اندازه ذرات پلاسمونیک، قادر به همپوشانی، جذب و پراکندگی طول موج این دو دسته از مواد نانو با یکدیگر هستیم.”
این گروه با استفاده از الیاف- نانو از جنس طلا به این میزان افزایش کارایی دست یافتهاند. اما از آنجا که طلا فلزی مقرون بهصرفه نیست، بهدنبال فلز جایگزین ارزانتری میباشند.
تن میافزاید: کار بیشتری باید انجام گیرد. “ما درجستجوی روشهایی بهینه هستیم، و نیز بهدنبال فلزات ارزانتری برای ساخت سلولی مناسبتریم. همچنین در پی رسیدن به اهداف پیشرفتهتری هستیم طوریکه در آن فوتونها هم بتوانند جذب سلولها شوند.- این موضوع مهم است زیرا شما میخواهید تا حد ممکن فوتونهایی را که نزدیک الکترودهای جمع کننده بار(الکتریکی) هستند را نیز جذب کنید.”
