به گزارش ساینس دیلی، این گروه نحوه استفاده از ویژگی‌های نور خورشید را برای طراحی یک لایه لانه زنبوری نامنظم که در بالای ویفر سیلیکونی قرار دارد، توضیح می‌دهد. رویکرد آنان در طبیعت در طراحی بال‌های پروانه و چشمان پرنده منعکس می‌شود. طراحی خلاقانه لانه زنبوری جذب نور را از هر زاویه‌ای امکان‌پذیر  و نور را در داخل سلول خورشیدی به دام می‌اندازد و انرژی بیشتری تولید می‌کند.

دکتر ماریان فلورسکو از موسسه فناوری پیشرفته دانشگاه ساری انگلستان(ATI) گفت: یکی از چالش‌های کار با سیلیکون این است که حدود یک‌سوم نور به‌ طور مستقیم از آن منعکس می‌شود، بدون اینکه جذب و انرژی مهار شود. یک لایه بافت روی سیلیکون به مقابله با این مشکل کمک می‌کند و طراحی لانه زنبوری نامنظم و در عین حال بیش از حد یکنواخت ما بسیار موفقیت‌آمیز است.

گروهی از محققان دانشگاه ساری و امپریال کالج لندن با همکاران آزمایشی در یک موسسه آکادمیک برای فیزیک بنیادی(AMOLF) در آمستردام برای طراحی، مدل‌سازی و ایجاد فتوولتائیک فوق‌العاده نازک جدید کار کردند.

در آزمایشگاه آنان به میزان جذب ۲۶.۳ میلی‌آمپر بر سانتیمتر مربع دست یافتند نسبت به رکورد قبلی ۱۹.۷۲ میلی‌آمپر بر سانتیمتر مربع که در سال ۲۰۱۷ به‌ دست آمده بود، ۲۵ درصد افزایش داشت. آنان بازدهی ۲۱ درصدی را تضمین کردند اما پیش‌بینی می‌کنند که پیشرفت‌های بیشتر این رقم را بالاتر خواهد برد و منجر به رسیدن به راندمان‌هایی می‌شود که به‌ طور قابل توجهی بهتر از بسیاری از فتوولتائیک‌های تجاری موجود است.

دکتر فلورسکو افزود: ظرفیت بسیار زیادی برای استفاده از فتوولتائیک‌های فوق نازک وجود دارد. به‌ عنوان مثال با توجه به سبکی آن به‌ ویژه در فضا کاربردی خواهد بود و می‌تواند پروژه‌های جدید فرازمینی را قابل اجرا کنند. از آنجایی که آنان از سیلیکون بسیار کمتری استفاده می‌کند، امیدواریم روی زمین نیز در هزینه صرفه‌جویی شود؛ به‌علاوه می‌تواند مزایای بیشتری را از اینترنت اشیا و ایجاد ساختمان‌هایی با انرژی صفر که به‌ صورت محلی تامین می‌شود، ایجاد کند.

این یافته‌ها علاوه بر بهره‌مندی از تولید انرژی خورشیدی می‌تواند برای صنایع دیگری که مدیریت نور و مهندسی سطح در آن‌ بسیار مهم است مانند فوتوالکتروشیمی، انتشار نور حالت جامد و نوریاب‌ها مفید باشد.

مراحل بعدی برای این گروه شامل بررسی شرکای تجاری و توسعه روش‌های تولید خواهد بود.

یافته‌های این تحقیق در مجله فوتونیک انجمن شیمی آمریکا(the American Chemical Society's Photonics journal) منتشر شده است.

انتهای پیام