تولید پیل خورشیدی که نور مرئی را جذب می‌کند

مطالعه محققان نشان مي‌دهد که با ترکيب نقاط کوانتومي گرافني و دي اکسيد تيتانيوم مي‌توان پيل خورشيدي توليد کرد که قادر به جذب نور مرئي است. اين موفقيت با توجه به اين که ?? درصد نور خورشيد حاوي طول موج‌هاي نور مرئي است يک دستاورد مهم براي افزايش کارايي پيل‌هاي خورشيدي محسوب مي‌شود.

به گزارش ايرنا، محققان استراليايي دانشگاه گريفيفت موفق به کشف ساز و کار جديد براي بهبود خواص جذب نور در نوعي از نانومواد شدند. به اعتقاد محققان اين دستاورد جديد مي‌تواند نسل جديدي از موادکامپوزيتي را ايجاد کند که قادر به جذب نور خورشيدي بوده و امکان استفاده از آن‌ها در اپتوالکترونيک وجود دارد.

اين گروه تحقيقاتي براي اولين بار نشان دادند که پديده‌اي موسوم به "کم عرض کردن باندگپ با محدود کردن کوانتومي" مي‌تواند جذب انرژي خورشيدي را در طيف UV براي نقاط کوانتومي گرافني و اکسيد تيتانيوم بهبود دهد. با اين کار مي‌توان ميزان جذب انرژي را در محدوده طول موج‌هاي مرئي نيز افزايش داد. اين دستاورد از اين جهت مهم است که 43 درصد از طول موج‌هاي خورشيدي مربوط به بخش مرئي بوده و تنها 5 درصد آن به UV تعلق دارند. لي مي‌گويد: هرکجايي که نور خورشيد  و صفحه خورشيدي  وجود داشته باشد، اين نانومواد مي‌توانند براي توليد انرژي مورد استفاده قرارگرفته و با انرژي توليد شده آب آشاميدني توليد کنند. اين سازوکار مي‌تواند براي توليد انرژي بسيار مهم باشد و آنچه که ارزش اين دستاورد را دوچندان مي‌کند آن است که با روشي بسيار ساده مي‌توان ماده‌اي را که جاذب UV است، وادار به جذب نور مرئي کرد. اين کار تنها با کم عرض کردن باندگپ انجام مي‌شود.

از نانوذرات اکسيد تيتانيوم براي توليد پيل‌هاي خورشيدي حساس شده با رنگ استفاده مي‌شود. اين ماده فراوان و ارزان بوده و به صورت پيگمنت‌هاي سفيد در بازار يافت مي‌شود. پيش از اين محققان با تقويت ساختاري با يون فلزي، کربن، نيتروژن و هيدروژناسيون اقدام به بهبود عملکرد اين مواد کرده بودند که تمامي اين روش‌ها نياز به دما و فشار بالا دارند.

در مقاله‌اي که اين گروه در نشريه Chemical Communication منتشر کردند، نشان دادند که ترکيب اکسيدتيتانيوم و نقاط کوانتومي گرافني منجر به توليد کامپوزيتي مي‌شود که قادر به جذب نور مرئي است. اين کار با محدود شدن باندگپ انجام مي‌شود.