استفاده از نانوساختارهای پلاسمونیک در پنل های خورشیدی

به گزارش "برق نيوز"  تحقیقات جدید در دانشگاه Rice برای مهار قدرت جذب نور نانومواد در جهت افزایش بهره‌وری و کاهش هزینه‌ سلول‌های خورشیدی فتوولتاییک به مهندسین کمک می‌کند.

اگرچه صنعت انرژی خورشیدی تا 34 درصد در سال 2014 رشد داشته اما هنوز هم به پیشرفت‌های اساسی در جهت کاهش هزینه‌های برق خورشیدی در هر کیلووات ساعت نیاز است.

دانشمندان آزمایشگاه نانوفوتونیک Rice، روشی جدید برای طراحی پنل های خورشیدی ارائه دادند که جذب نور در آن توسط نانو مواد اتفاق می‌افتد‌. این روش به مهندسان انرژی برای تعیین پتانسیل تولید برق با هر گونه آرایش فلزی کمک می‌کند.

محققان مطالعه‌ روی جذب نور نانو مواد شامل نانو ذرات فلزی که نور را به پلاسمو‌ن‌ها تبدیل می‌کند و امواج الکترونها مانند سیال در سراسر سطح ذرات جریان می‌یابند انجام دادند.

Zheng مدیر عامل موسسه Lanp معتقد است یکی از پدیده‌های جالب زمانی رخ می‌دهد که نور روی یک نانو ذره فلزی یا نانو ساختار فلزی تابیده شود و زیر مجموعه‌ای از الکترون‌ها در فلز به سطح بالاتری از انرژی تحریک شوند دانشمندان به این فرآیند الکترون داغ یا حامل های داغ می‌گویند.

Halas استاد مهندسی برق و کامپیوتر گفت: الکترون‌های داغ به خصوص برای انرژی خورشیدی بسیار کاربرد دارد زیرا این حامل‌ها می‌توانند برای ایجاد دستگاه‌هایی که جریان مستقیم تولید می‌کنند یا راندن واکنش‌های شیمیایی روی سطوح فلزی مناسب باشند.

کارآمد ترین سلول‌های فتوولتاییک امروزی از ترکیبی از نیمه‌هادی‌ها استفاده می‌شوند که از عناصر کمیاب و گران مانند گالیم و ایندیم ساخته می‌شوند. استفاده از نانو ساختارهای پلاسمونیک با نیمه‌هادی‌های کم هزینه مانند اکسیدهای فلزی راهی برای کاهش هزینه‌های تولید می‌باشد.

علاوه بر این نانو ساختارهای پلاسمونیک دارای خواص نوری قابل کنترل هستند این روش در تکنولوژی رنگ صفحه نمایش lED، تولید بخار با قدرت خورشیدی و سنسورهای رنگی به تقلید از چشم به شدت مورد توجه قرار گرفته است.