تبدیل انرژی خورشیدی به الکتریسیته

توسط نانوذرات

از آنجایی که بازده‌ی سلول‌های خورشیدی کنونی بسیار بالاست، برای ساخت سلول‌های بهتر باید به کاستن میزان ماده‌ی مصرفی و کاهش هزینه اندیشید

الکترون های موجود در نانو ذرات فلزات نجیب به سرعت و با فرکانس نور، به‌صورت دسته جمعی نوسان می کنند. به تازگی دانشمندانی از دانشگاه «فناوری چالمرز» (Chalmers University of Technology) در سوئد نشان داده اند که می‌توان به کمک این پدیده سلول‌های خورشیدی بهتر و ارزان‌تری ساخت.

به‌گزارش «ستاد ویژه‌ی توسعه‌ی فناوری نانو»، سلول های خورشیدی با وجود استفاده‌ی فراوان در سیستم های انرژی خودکفا با طول عمر بالا، از لحاظ هزینه‌ی تمام شده قابلیت رقابت با سوخت‌های فسیلی را ندارند.

این سلول‌ها دارای ساختاری چند لایه‌ای برای جذب نور و تبدیل آن به الکتریسیته می‌باشند. می‌توان با ساخت سلول‌های نازک‌تر و بهینه کردن ظرفیت جذب نور، با کاهش هزینه، بازده‌ی سلول را افزایش داد. یکی از راه‌های بهبود جذب نور استفاده از نانوذرات فلزات نجیب می‌باشد. اخیراً «کارل هاگلاند» (Carl Hagglund) از دانشگاه «چامبرز» در پایان‌نامه‌ی دکترای خود به این ایده پرداخته است.

الکترون‌های موجود در این گونه از نانوذرات با یکدیگر و با فرکانس نور تابشی نوسان می‌کنند. به این ترتیب، الکترون های مذکور مانند آنتن های کوچکی انرژی خورشیدی را دریافت کرده و آن را به انرژی نوسانی و در نهایت الکتریسیته تبدیل می کنند. به این نوسانات که در فرکانس‌های خاصی تشدید می‌شوند «پلاسمون» (plasmon) گفته می‌شود.

از آنجایی که بازده‌ی سلول‌های خورشیدی کنونی بسیار بالاست، برای ساخت سلول‌های بهتر باید به کاستن میزان ماده‌ی مصرفی و کاهش هزینه اندیشید. در سلولی که «هاگلاند» با استفاده از نانوذرات طلایی ساخت، لایه‌ی جذب نور تنها چند نانومتر ضخامت داشت. وی دو نوع سلول با جذب نور در روی سطح و جذب نور در درون ماده ساخت. نتایج نظری و تجربی به دست آمده نشان می‌دهد که می‌توان از هر دو روش برای ساخت سلول های بهتر و کارآمد‌تر بهره گرفت.