Επιστήμονες από το MIT κατασκευάζουν πρωτοποριακό ηλιακό κύτταρο

Ομάδα ερευνητών του MIT έχει αναπτύξει ένα πιο αποτελεσματικό φωτοβολταϊκό ηλιακό κύτταρο, χρησιμοποιώντας σωματίδια που είναι γνωστά ως κβαντικές τελείες (ή κουκκίδες).

Tweet

Το όφελος από τη χρήση κβαντικών κουκκίδων είναι ότι μπορούν να παράγονται φθηνά και τα ηλιακά κύτταρα μπορούν να κατασκευαστούν σε θερμοκρασία δωματίου, σε αντίθεση με το πυρίτιο και άλλα φωτοβολταϊκά υλικά , τα οποία απαιτούν υψηλές θερμοκρασίες επεξεργασίας.

Χρησιμοποιώντας μια νέα τεχνική, οι επιστήμονες ενσωμάτωσαν τις κβαντικές τελείες σε ένα «δάσος από νανοσύρματα», τα οποία θα βοηθήσουν την ομάδα να επιτύχει υψηλότερους δείκτες αποδοτικότητας.

Το βασικότερο προτέρημα χρήσης των κβαντικών κουκκίδων είναι ότι απορροφούν φως από ένα πολύ ευρύτερο φάσμα μήκους κύματος, σε σχέση με τα συμβατικά ηλιακά κύτταρα. Χρησιμοποιώντας νανοσύρματα οξειδίου του ψευδαργύρου οι ερευνητές κατάφεραν να δημιουργήσουν ένα ηλιακό κύτταρο αρκετά παχύ ώστε να μπορεί να απορροφά το φως αποτελεσματικά, αλλά και αρκετά λεπτό για να μπορεί να εξάγει φορτίο.

«Αν ρίξουμε φως σε όλο το μήκος των νανοσυρμάτων, παίρνουμε το πλεονέκτημα του βάθους», λέει ο Joel Jean, διδακτορικός φοιτητής στο τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Επιστήμης Υπολογιστών του ΜΙΤ. Αλλά, επίσης, « αποσυνδέουμε την απορρόφηση του φωτός και το φορτίο εξαγωγής φορέα, δεδομένου ότι τα ηλεκτρόνια μπορούν να πηδήξουν σε ένα κοντινό νανοσύρμα και να συλλεχθούν».

Ήδη, δοκιμαστικές συσκευές ελέγχου έχουν παρουσιάσει απόδοση περίπου 5%, από τις υψηλότερες που έχουν αναφερθεί ποτέ για ένα φωτοβολταϊκό κβαντικών κουκκίδων με βάση το οξείδιο του ψευδαργύρου. Με περαιτέρω ανάπτυξη, λέει ο Jean, μπορεί να βελτιωθεί η συνολική απόδοση των συσκευών πέραν του 10%, το οποίο είναι ευρέως αποδεκτό ως η ελάχιστη απόδοση για ένα εμπορικά βιώσιμο ηλιακό κύτταρο. Περαιτέρω έρευνα θα διερευνήσει, μεταξύ άλλων, τη  χρήση μεγαλύτερων νανοσυρμάτων για παχύτερες μεμβράνες, καθώς και σε καλύτερο έλεγχο της απόστασης μεταξύ τους, με σκοπό να βελτιωθεί η διείσδυση των κβαντικών κουκκίδων.