پژوهشگران اسپانیایی دانشگاه ژامو با همکاری محققانی از چند دانشگاه دیگر موفق به ارائه روشی برای افزایش کارایی پیل‌های خورشیدی حاوی نقاط کوانتومی شدند. در این پروژه روی سطح نانوسیم حاوی نقاط کوانتومی پوشش داده شد تا نوترکیبی در پیل خورشیدی کاهش یابد.

به گزارش سرویس فناوری ایسنا، تلاش‌های زیادی برای افزایش کارایی پیل‌های خورشیدی انجام شده است. اخیراً توجه زیادی به استفاده از نانوسیم‌های حاوی نقاط کوانتومی به پیل‌های خورشیدی شده است به طوری که این ترکیبات موجب کاهش محدودیت‌های موجود در ضخامت لایه جمع کننده بار شده است. هر چند مساحت سطحی نانوسیم‌ها بالاست، اما همین موضوع موجب محدودیت تازه‌ای شده است. اخیراً جین چانگ و همکارانش نشان دادند که می‌توان با اصلاح بیشتر نانوسیم‌ها مساحت سطحی نانوسیم‌ها را کاهش داد. برای این کار از لایه اکسیدی استفاده می‌شود که در نهایت کارایی پیل خورشیدی را افزایش می‌دهد.

نقاط کوانتومی کلوئیدی مزایای زیادی در پیل‌های خورشیدی دارند. این ترکیبات موجب جدا شدن بهتر بارها از هم شده و در نهایت فتوجریان ایجاد می‌شود. این نقاط از باند گپ قابل تنظیمی برخوردار بوده و می‌توان در دمای پایین آن‌ها را تولید کرد. با این حال طول نفوذ در آن‌ها بسیار کم است که این موضوع موجب محدود بودن ماکزیمیم ضخامت لایه می‌شود. این ضخامت نباید بیشتر از مسافت قابل حرکت توسط حاملین بار باشد بلکه باید به قدری باشد که حاملین پیش از برخورد به هم از آن عبور کرده باشند. محدود بودن این فاصله می‌تواند موجب محدودیت ظرفیت جذب شود. با استفاده از نقاط کوانتومی در نانوسیم‌ها می‌توان ضخامت را در پیل‌ها افزایش داد. از آنجایی که نوترکیبی حاملین بار در سطح تماس اتفاق می‌افتد، مساحت سطحی بالاتر در نانوسیم‌ها یک مشکل محسوب می‌شود.

از این رو محققانی از اسپانیا، ژاپن و عربستان موفق شدند سطح نانوسیم‌ها را با یک لایه اکسید تیتانیوم پوشش داده و در نهایت نوترکیبی را در آن‌ها کاهش دهند. این لایه اکسیدی می‌تواند 40 درصد کارایی تبدیل انرژی را در پیل‌های خورشیدی افزایش دهد. نتایج یافته‌های این گروه نشان داد که این لایه تا 130 روز پایدار است.

نتایج این پژوهش که در قالب مقاله‌ای با عنوان High reduction of interfacial charge recombination in colloidal quantum dot solar cells by metal oxide surface passivation در نشریه Nanoscale منتشر شده، می‌تواند برای افزایش کارایی پیل‌های خورشیدی مورد استفاده قرار گیرد.

انتهای پیام