ساخت پیل خورشیدی چوبی در آینده

نتایج تحقیقات اخیر نشان می‌دهد که می‌توان پیل خورشیدی چوبی ساخت. محققان لایه‌ای نازک از جنس چوب ساخته و از آن برای ساخت پیل خورشیدی استفاده کردند.

کد خبر: ۵۳۲۱۳

تاریخ: ۱۵ اسفند ۱۳۹۲ - ۱۰:۲۴

نتایج نشان داد این پیل ۱۰درصد کارایی بالاتری نسبت به پیل‌های رایج دارد.

از آنجایی که ورق‌های کاغذی، بسیار ارزان قیمت بوده و نسبت به مواد پلاستیکی زیست‌سازگار هستند بنابراین مزیت زیادی نسبت به پیل‌های خورشیدی معمولی دارند. چالش موجود در مسیر ساخت این پیل‌ها آن است که پیل خورشیدی باید به قدری شفاف باشد که نور بتواند از آن عبور کند و از سوی دیگر باید به قدری ضخیم باشد که پرتوهای خورشید پراش یافته و جذب شوند.

یک گروه تحقیقاتی از دانشگاه مریلند و دانشگاه صنعتی چین جنوبی مقاله‌ای با عنوانNovel Nanostructured Paper with Ultrahigh Transparency and Ultrahigh Haze for Solar Cells را در نشریه Nano Letters به چاپ رساندند که درباره امکان ساخت پیل خورشیدی از چوب توضیحاتی را ارائه کردند.

این گروه موفق به ارائه ساختاری از چوب شدند که شفافیت ۹۶درصدی داشته، در حالی که درجه مات بودن آن ۶۰درصد است. این رقم بالاترین درصد مات بودن است که تاکنون گزارش شده‌ است.

دلیل عملکرد بالای این پیل خورشیدی آن است که در آن به جای میکروحفره، از نانوحفره استفاده شده‌است. کاغذهای معمولی به دلیل وجود میکروحفره، دارای شفافیت نوری اندکی هستند در واقع میکروحفره‌ها موجب پراش نور شده در نتیجه شفافیت را به شدت کاهش می‌دهند. اما در این پژوهش جدید، میکروحفره‌ها حذف شده در نتیجه شفافیت نوری افزایش یافته است. برای حذف میکروساختارها محققان از TEMPO استفاده کردند؛ این ماده موجب تضعیف پیوندهای هیدروژنی میان میکروالیاف می‌شود. میکروالیاف جدا شده دوباره به یکدیگر متصل شده و به‌صورت فشرده با ساختاری متراکم در می‌آیند که این کار منجر به تشکیل نانوحفره‌ها می‌شود.

لیانگ‌بینگ هو استادیار رشته مهندسی مواد دانشگاه مریلند می‌گوید: ورق‌ها از مواد روبانی شکل ساخته شده‌اند که بدون تشکیل میکروحفره کنار هم قرار می‌گیرند، فاصله این الیاف به قدری است که نانوحفره‌هایی تشکیل می‌شوند.

محققان برای آزمایش این ساختار چوبی در پیل خورشیدی، سطح الیاف چوبی را با مواد سیلیکونی پوشش دادند. نتایج نشان داد که سیستم جدید می‌تواند نور را با کارایی ۱۰درصد بیشتر جذب کند. هر چند این ورق از چوب ساخته شده اما از شفافیت بالایی برخوردار است به‌طوری که انرژی کمتری هدر می‌رود.