بیشتر سلول های خورشیدی سنتی قادر به تبدیل فوتون هایی با طول موج بلند به انرژی نیستند. گروهی از محققان به رهبری متیو لمب در دانشگاه جورج واشنگتن امیدوارند که فناوری سلول ها را تغییر دهند تا انرژی بیشتری را جذب کنند. آنها سلول خورشیدی را طراحی کرده اند که می تواند تمام انرژی طیف خورشیدی را جذب کند – و می تواند کارآمد ترین سلول خورشیدی در دنیا با کارایی ۴۴٫۵ درصد شود.
دانشمندان نمونه ی اولیه این سلول خورشیدی کاملا متفاوت را ساخته اند. آنها چندین سلول را برای ایجاد یک سلول واحد که می تواند تقریبا تمام انرژی خورشیدی را جذب کند، بر روی هم قرار دادند. در مقایسه با پانل های خورشیدی معمول، این سلول خورشیدی جدید از پانل های فتوولتائیک متمرکز (CPV) استفاده می کند به طوری که نور خورشید را با استفاده از عدسی بر روی سلول های میکروسکوپی متمرکز می شود.
این سلول خورشیدی به عنوان یک غربال برای نور خورشید کار می کند، چرا که هر لایه فقط مجموعه ای خاص از طول موج نور را جذب می کند تا بتواند تقریبا نیمی از انرژی موجود را جذب کند در مقایسه با بیشتر سلول های سنتی تنها حدود یک چهارم را جذب می کنند.
سلول خورشیدی دانشگاه جورج واشنگتن
اما مشکل اصلی این سلول های خورشیدی انقلابی، استفاده از مواد اولیه گران است که هزینه ساخت این نوع سلول خورشیدی را بالا می برد، هر چند این تحقیق نشان می دهد که سلول های نسل آینده چگونه باید ساخته شوند.
کارایی یکی از اهداف اصلی هر محققی است که بر روی موضوع سلول خورشیدی کار می کند و دانشمندان این تحقیق دریافتند که چه چیزی می تواند بالاترین کارایی را با استفاده از موادی بر پایه آنتیموئید گالیم (GaSb) داشته باشد. علاوه بر آن تکنیکی به نام چاپ -انتقالی اجازه می دهد تا سلول های کوچک با دقت زیادی ساخته شوند.
مجله Advanced Energy Materials این پژوهش را در این هفته منتشر کرده است که در آن دوازده دانشمند از آزمایشگاه تحقیقات دریایی ایالات متحده و دیگر موسسات آمریکا همکاری کرده اند.