پنل خورشیدی کاملا شفاف: آیا پنجره ها در آینده برق تولید خواهند کرد؟

در یک مطالعه جدید در Journal of Power Sources ، یک تیم بین المللی از محققان، به رهبری پروفسور Joondong Kim از کره، اولین سلول خورشیدی شفاف را معرفی کردند.

تکنیک ابتکاری آنها بر روی قسمت خاصی از سلول خورشیدی استوار است:

ترکیب مواد رسانای ساخته شده از لایه های نازک از تمام عناصر مهم مسئول جذب نور. بدین ترتیب با ترکیب خواص بی نظیر نیمه هادی دی اکسید تیتانیوم و اکسید نیکل، محققان توانستند یک سلول خورشیدی کارآمد و شفاف تولید کنند.

پنج سال پس از توافقنامه آب و هوایی پاریس، همه نگاهها به پیشرفت جهان در مسیر رسیدن به آینده بدون کربن است. بخش مهمی از این هدف شامل انتقال انرژی از سوخت های فسیلی به منابع تجدیدپذیر، مانند خورشید، آب، باد و انرژی موج است. در این میان، انرژی خورشیدی به عنوان معتبرترین و فراوانترین منبع انرژی در زمین، همیشه بیشترین امید را در جامعه علمی داشته است.

در دهه های اخیر، سلول های خورشیدی ارزان تر، کارآمدتر و سازگار با محیط زیست شده اند. با این حال، سلول های خورشیدی کنونی مات هستند، که از استفاده گسترده تر آنها و ادغام در روند زندگی روزمره ما، جلوگیری می کند و مجبوریم آنها را در پشت بام ها و مزارع خورشیدی و امثالهم قرار دهیم. اما اگر پنل های خورشیدی نسل بعدی بتوانند در پنجره ها، ساختمان ها یا حتی صفحه های نمایش تلفن همراه ادغام شوند چه اتفاقی خواهد افتاد؟ این امید پروفسور Joondong Kim از گروه مهندسی برق در دانشگاه ملی اینچئون کره است.

در مطالعه اخیر منتشر شده در Journal of Power Sources، او و همکارانش جزئیات آخرین اختراع خود را نشان دادند: یک سلول خورشیدی کاملاً شفاف. پروفسور کیم می گوید: “ویژگی های منحصر به فرد سلول های فتوولتائیک شفاف می تواند کاربردهای مختلفی در فناوری در خدمت انسان داشته باشد.” ایده سلول های خورشیدی شفاف کاملاً شناخته شده بود، اما اینبار دانشمندان توانسته اند این ایده را در عمل ترجمه کنند، این اختراع جدید بسیار مهمی است.

در حال حاضر، مواد مات کننده سلول خورشیدی، لایه های نیمه رسانا هستند که مسئول ضبط نور و تبدیل آن به جریان الکتریکی را دارند. از این رو ، پروفسور کیم و همکارانش به بررسی دو ماده نیمه هادی بالقوه پرداختند که توسط محققان قبلی از نظر خواص، مطلوب شناسایی شده بودند.

اولین مورد دی اکسید تیتانیوم (TiO2) است، یک نیمه هادی شناخته شده که قبلاً به طور گسترده ای برای ساخت سلول های خورشیدی مورد استفاده قرار گرفته است. علاوه بر خصوصیات الکتریکی عالی، TiO2 همچنین یک ماده سازگار با محیط زیست و غیر سمی است. این ماده در حالی که بیشتر طیف نور مرئی را عبور می دهد، نور ماورا بنفش را جذب می کند (بخشی از طیف نوری که با چشم غیر مسلح قابل مشاهده نیست).

دومین ماده ای که مورد بررسی قرار گرفت، اکسید نیکل (NiO)، نیمه هادی دیگری است که از شفافیت نوری بالایی برخوردار است. از آنجا که نیکل یکی از عناصر مه غلیظ روی زمین است و اکسید آن به راحتی در دماهای پایین صنعتی قابل تولید است، NiO نیز ماده بسیار خوبی برای ساخت سلولهای سازگار با محیط زیست است.