Απόδοση ρεκόρ για ηλιακό κύτταρο με κβαντικές κουκίδες

Απόδοση 7% έχει το ηλιακό κύτταρο με κβαντικές κουκίδες που ανέπτυξαν ερευνητές του Πανεπιστημίου του Τορόντο και του Πανεπιστημίου Επιστήμης και Τεχνολογίας “Βασιλιάς Αμπντουλά” της Σαουδικής Αραβίας.

Οι κβαντικές κουκίδες είναι ημιαγωγοί μήκους νανομέτρων. Πρόκειται για πολλά υποσχόμενα υλικά που θα χρησιμοποιηθούν στα φωτοβολταϊκά κύτταρα νέας γενιάς, καθώς έχουν την ιδιότητα να συλλέγουν ενέργεια από το σύνολο του ηλιακού φάσματος.

Πρόκειται για φθορίζοντα νανοσωμάτια σε διάφορα χρώματα που αποτελούνται

από ένα ημιαγώγιμο υλικό, ονομάζονται δε και  ημιαγωγοί νανοκρύσταλλοι. Το μέγεθος αυτού του νανοκρύσταλλου είναι της τάξης μερικών έως εκατοντάδων νανόμετρων.

Τα συμβατικά ηλιακά συστήματα συλλέγουν το ορατό φάσμα του φωτός και το μετατρέπουν σε ηλεκτρική ενέργεια. Ωστόσο, πρόκειται για ένα μικρό μόνο κλάσμα του ηλιακού φωτός που φτάνει στην επιφάνεια της Γης και η ανάπτυξη ενός ηλιακού κυττάρου ικανού να απορροφήσει μεγαλύτερο μέρος του φάσματος θα αυξήσει κατακόρυφα την αποδοτικότητα.

Οι ερευνητές από το καναδικό και το σαουδαραβικό πανεπιστήμιο ανέπτυξαν έναν κολλοειδή υμένα από κβαντικές κουκίδες που αύξησε την απόδοση κατά 37% σε σύγκριση με προηγούμενα πειράματα.

Προκειμένου να αυξήσουν την απόδοση, οι ερευνητές μείωσαν τον αριθμό των “παγίδων” ηλεκτρονίων που χρησιμοποιούν τα συμβατικά φιλμ του είδους.

Χρησιμοποίησαν στη συνέχεια άτομα χλωρίου μετά τη διαμόρφωση των κουκίδων με τρόπο ώστε να διευκολυνθεί η ροή των ηλεκτρονίων για μεγαλύτερο ρεύμα.

Χρησιμοποίησαν επίσης οργανικές συνεκτικές ουσίες ώστε να συνθέσουν τις κβαντικές κουκίδες σε πυκνότερες δομές, δηλαδή πυκνότερα φιλμ από νανοσωματίδια.

Η τεχνική παραγωγής αυτών των ηλιακών κυττάρων μοιάζει με εκείνη της εκτύπωσης εφημερίδων και θα μπορεί να επιτρέπει την ανάπτυξη εύκαπτων προϊόντων με πλήθος εφαρμογών.

econews