ماده جادویی، امیدی برای جذب هر چه بیشتر انرژی خورشیدی

دانشمندان می‌گویند پروسکایت، بازدهی سلول‌های خورشیدی را چندبرابر افزایش می‌دهد

دانشمندان، به رکورد جهانی جدیدی در بازدهی سلول‌های خورشیدی دست یافتند - Pexels

محققان از ویژگی‌های اسرارآمیز پروسکایت، ماده‌ای موسوم به «ماده معجزه‌آسا» پرده برداشته‌اند که راه را برای [استفاده از آن در] سلول‌های خورشیدی با بازدهی بالا هموار می‌کند. دانشمندان دانشگاه کمبریج با استفاده از روش‌های میکروسکوپی جدید متوجه شدند که چرا ساختار نامنظم پروسکایت در واقع عملکرد آن را افزایش می‌دهد. مواد پروسکایتی طی سال‌های گذشته به‌عنوان یک جایگزین امیدوارکننده به‌جای سلول‌های خورشیدی بر پایه سیلیکون شناخته شدند، زیرا این مواد از این امکان برخوردار بودند که در تبدیل انرژی خورشیدی به برق کارآمدتر باشند و همچنین تولید آن نیز هزینه کمتری داشته باشد.

دانشمندان دانشگاه صنعتی برلین، کمتر از یک سال پیش با [استفاده از]  پروسکایت به رکورد جهانی جدیدی در بازدهی سلول‌های خورشیدی دست یافتند و رکورد ۲۸ درصدی سیلیکون را با دستیابی به بازدهی ۲۹.۱۵ درصد شکستند.

Read More

This section contains relevant reference points, placed in (Inner related node field)

آزمایشگاه کاوندیش کمبریج در پژوهش اخیر برای انجام آزمایش بر اساس روش‌های مختلف به‌منظور درک بهتر پروسکایت، با مرکز شتاب‌دهنده ذرات دایموند لایت سورس (Diamond) و موسسه علوم و فناوری اوکیناوا در ژاپن همکاری کرد. کایل فرونا، دانشجوی دوره دکترا در دانشگاه کمبریج می‌گوید: «روش کاری که ما انجام می‌دهیم، بررسی میکروسکوپی چندحالتی نامیده می‌شود. این [به زبان ساده]، بیان پیچیده‌ای برای گفتن این است که ما با چند میکروسکوپ مختلف به یک نمونه واحد نگاه می‌کنیم و اساسا تلاش می‌کنیم ویژگی‌هایی که از یکی استنباط می‌کنیم با خواصی که از [میکروسکوپ] دیگر استخراج می‌کنیم ارتباط دهیم.» «آنچه شاهدش بودیم این است که ما دو نوع بی‌نظمی داریم که به شکل موازی رخ می‌دهند. بی‌نظمی الکترونی مرتبط با نقص‌هایی که عملکرد را کاهش می‌دهند و بی‌نظمی شیمیایی مکانی سه‌بعدی که به نظر می‌رسد آن را اصلاح می‌کند؛ و چیزی که ما کشف کرده‌ایم این است که بی‌نظمی شیمیایی - در این مورد، بی‌نظمی «مطلوب» -  تاثیر بی‌نظمی «نامطلوب» را با هدایت ذرات حامل بار [الکتریکی] کاهش می‌دهد.»

پروسکایت که در اعماق گوشته یا جبه زمین ساخته می‌شود در آزمایشگاه نیز می‌تواند تولید شود و از این ظرفیت برخوردار است که در زمینه‌های مختلفی تغییر ایجاد کند. این ماده حتی می‌تواند بر اساس یافته‌های یک مطالعه سال ۲۰۱۷ که از توانایی آن در ۱۰۰۰ برابر کردن سرعت اینترنت و افزایش سرعت محاسبات حکایت داشت، راه‌حلی کلیدی برای ارتباطات فوق‌سریع باشد.

میگوئل آنایا، پژوهشگر دانشکده مهندسی شیمی و بیوتکنولوژی کمبریج می‌گوید: «این روش، مسیرهای جدید را فعال می‌کند تا آن‌ها را در مقیاس نانو بهینه کند تا در نهایت برای انجام کاربرد موردنظر، عملکرد بهتری داشته باشد.» «اینک ما می‌توانیم به انواع دیگر پروسکایت‌هایی نگاه کنیم که نه‌فقط به کار سلول‌های خورشیدی می‌آیند بلکه برای آل ای دی‌ها یا آشکارسازها نیز سودمند باشند و از اصول کار آن‌ها سر در بیاوریم.»

پروفسور زدولی وردنی، استاد علم مواد از دانشگاه یوتا در سال ۲۰۱۷ پس از آن‌که محققان توانسته بودند راندمان تبدیل نور خورشید به انرژی را تنها طی چند سال تا حد بیش از ۱۰ بار افزایش دهند، این [ماده] را با عنوان «باورنکردنی، ماده‌ای معجزه‌آسا» توصیف کرده بود.

یافته‌های اخیر روز دوشنبه در ژورنال «نیچر نانوتکنولوژی» (Nature Nanotechnology) منتشر شده است.

 

© The Independent

بیشتر از تکنولوژی