ابداع لایه محافظ برای افزایش کارآیی صفحات خورشیدی

بهره‌وری صفحات خورشیدی روز به روز در حال افزایش است. ولی هنوز جای زیادی برای بهبود آن‌ها وجود دارد. محققان دانشگاه نیویورک یک لایه نازک محافظ ساخته‌اند که با تبدیل طول موج‌های تلف شده نور به طول موج‌هایی که می‌توانند برای تولید الکتریسیته استفاده شوند، کارایی سلول‌های خورشیدی را افزایش می‌دهد.

سیلیکون ماده انتخابی برای ساخت اکثر صفحات خورشیدی است که امروزه مورد استفاده قرار می‌گیرند. اگر چه این ماده برای جذب انتهای قرمز طیف مرئی نور خورشید عالی است، اما طول موج‌های کوتاه‌تری مانند نور ماورا بنفش و نور آبی را نادیده می‌گیرد. دانشمندان طرح‌ها، مواد و رنگ‌های مختلف سلول‌های خورشیدی را آزمایش کرده‌اند تا بتوانند از طیف بیشتری از نور آن استفاده کنند، اما تا کنون پیشرفت معناداری حاصل نشده است.

ولی محققان دانشگاه نیویورک با استفاده از یک لایه نازک محافظ که می‌تواند فوتون‌های ماورا بنفش و آبی نور خورشید را به فوتون‌های نزدیک به فروسرخ تبدیل کند، به پیشرفت مهمی دست یافته‌اند. این لایه را می‌توان برای افزایش کارایی صفحات خورشیدی سیلیکونی و افزایش برداشت انرژی به کار برد.

نکته مهم این است که لایه مذکور، دیگر طول موج‌های نوری که سیلیکون می‌تواند به راحتی به آن‌ها نفوذ کند را مسدود نمی‌کند. همچنین کاهش میزان اشعه ماورا بنفش که به سلول‌های خورشیدی برخورد می‌کند می‌تواند به ماندگاری بیشتر صفحات یادشده کمک کند.

این لایه از یک ماده معدنی از جنس پروسکایت ساخته شده که با مقادیر کمی ایتربیوم ترکیب شده است. پروسکایت در جذب نور آبی و انتقال انرژی آن به ایتربیوم که آن را به صورت نور مادون قرمز نزدیک ساطع می‌کند توانمند است. در آزمایشات، مشخص شد که این لایه می‌تواند فوتون‌های آبی را با بازده ۸۲.۵ درصد به نور مادون قرمز تبدیل کند؛ لذا می‌توان امید داشت در آینده با تجاری سازی این فناوری بهره‌وری صفحات خورشیدی نیز بیشتر شود.