محققان دانشگاه استنفورد با الهام‌گیری از چشم مرکب حشرات موفق شدند نوعی سلول خورشیدی “پروسکایتی” بادوام بسازند.
الهام گیری از چشم حشرات جهت سلول های خورشیدی بادوام
عبارات مهم : انرژی
به گزارش ایسنا و به نقل از گیزمگ، سلول خورشیدی پروسکایت (Perovskite solar cell) نوعی سلول خورشیدی که از جنس پروسکایت است.
الهام‌گیری از چشم حشرات جهت سلول‌های خورشیدی بادوام
پروسکایت با فرمول شیمیایی CaTiO3 از مجموعه کانی هاست که رادیواکتیو نیز است که با زیاد کردن ادخال ها کم کردن می یابد.
این کانی نخستین بار در سال ۱۸۳۹ در کوه های اورال در روسیه کشف شده است و به افتخار زمین شناس روسی پروسکایت نامگذاری شده است است.
محققان دانشگاه استنفورد با الهام‌گیری از چشم مرکب حشرات موفق شدند نوعی سلول خورشیدی “پروسکایتی” بادوام بسازند.
بر خلاف صفحه های سیلیکونی، صفحه های پروسکایت را می توان با مصرف انرژی کم، بدون نیاز به تجهیزات پیچیده و تنها در چند مرحله تولید کرد.
استفاده از این ماده جهت تولید سلول های خورشیدی از سال ۲۰۰۹ شروع شده است است و به تازگی گام های مهمی در تولید این سلول ها در فرایندهای کم دما برداشته شده است است که از بااهمیت ترین آنها می توان به امکان اسپری کردن این سلول ها اشاره کرد.
تنها کافی است تا محلولی از مواد الکترودی را روی سطحی قرار داد و منتظر ماند تا بخار شود. نتیجه تولید شده است لایه هایی ضخیم از پروسکایت های کریستال هست. صفحه های خورشیدی پروسکایت با سرعت بالایی در صنعت انرژی خورشیدی در حال رشد هستند.
الهام‌گیری از چشم حشرات جهت سلول‌های خورشیدی بادوام
این صفحه ها فعلاً توانایی تولید انرژی به اندازه صفحه های سیلیکونی را ندارند، ولی تکنولوژی آن ها روز به روز در حال زیاد کردن است و فاصله آن ها با صفحه های سیلیکونی هر روز کمتر می شود.
بااهمیت ترین نکته، هزینه بسیار کمتری است که تولید آن ها نسبت به دیگر صفحه های خورشیدی دارد. این صفحه ها می توانند هزینه تولید انرژی پاک را بسیار پایین بیاورند.
محققان دانشگاه استنفورد با الهام‌گیری از چشم مرکب حشرات موفق شدند نوعی سلول خورشیدی “پروسکایتی” بادوام بسازند.
مهمترین نقطه ضعف این ماده این است که بلورهای نمکی آن در مقایسه با سیلیکون استقامت و استحکام بسیار کمتری دارند و با توجه به اینکه زیاد ساختارهای مورد استفاده در سلول های خورشیدی صفحات گسترده در دیوارها و یا سقف ساختمان هاست، پروسکایت با قرار گرفتن در معرض رطوبت محیط نمی تواند به اندازه سیلیکون بادوام باشد.
حال تیمی از محققان دانشگاه استنفورد جهت حل این مسئله به دامان محیط زیست رفته اند و با الهام گیری از ساختار لانه زنبوری چشم مرکب حشرات موفق شده است اند روشی تازه جهت چیدن این سلول ها در کنار هم اختراع کنند که می تواند دوام این سلول های خورشیدی را زیاد کردن دهد.
الهام‌گیری از چشم حشرات جهت سلول‌های خورشیدی بادوام
چشم مرکب حشرات از هزاران واحد شش ضلعی مجزا تشکیل شده است است که در کنار هم قرار می گیرند و یک ساختار داربستی مستحکم را ایجاد می کند.
محققان داشگاه استنفورد تصمیم گرفتند این ساختار را در قرارگیری سلول های ۰٫۰۲ اینچی پروسکایت پیاده سازی کنند و با استفاده از الکترودهایی در مقیاس بسیار کوچک در پشت صفحه، سلول ها را به هم متصل کنند.
“راین هولد داسکارت”(Reinhold Dauskardt) استاد دانشگاه استنفورد و از محققان حاضر در این پروژه گفت: با این روش ما موفق شدیم بیشترین بازدهی را از سلول های پروسکایتی به دست بیاوریم و با توجه به ساختار قدرتمند موجود دوام صفحه خورشیدی را بدون از دست دادن بازدهی نهایی زیاد کردن دادیم.
تیم تحقیقاتی محصول خود را در شرایط سخت نیز مورد ارزیابی قرار دادند. صفحات خورشیدی تولیدشده به مدت شش هفته در معرض دمای ۸۵ درجه سانتی گراد و رطوبت ۸۵ درصد قرار گرفتند و به خوبی کار کردند.
برای زیاد کردن کارآیی تیم دانشگاه استنفورد قصد دارند به بررسی تکنیک های رساندن نور زیاد به قلب سلول ها و پراکنده شدن زیاد نور در آنها بپردازند.
نتایج این تحقیق در نشریه علمی Energy & Environmental Science انتشار یافته است.
واژه های کلیدی: انرژی | حشرات | دانشگاه | انرژی خورشیدی | اخبار علمی و آموزشی
