محققان کارآمدی سلول‌های خورشیدی را افزایش دادند

به گزارش برق نیوز، به نقل از نیواطلس، کارآمدی سلول‌های خورشیدی با کمک برجستگی‌هایی روی آن‌ها بیشتر می‌شود. پژوهشی جدید نشان می‌دهد برجستگی‌های کوچک روی سطح سلول خورشیدی ارگانیک می‌تواند میزان کارآمدی آن را تا دو سوم ارتقا دهد و نور را از زاویه وسیع تری جمع آوری کند.

سلول‌های خورشیدی معمولا مسطح هستند و به این ترتیب سطح در معرض نور خورشید، در هر زمان از روز ارتقا می‌یابد. این طرح زمانی بیشترین کارآمدی را دارد که خورشید در زاویه خاصی قرار داشته باشد، بنابراین پنل‌ها می‌توانند به طور معمول بین ۱۵ تا ۴۰ درجه بچرخند تا به بیشترین میزان نور خورشید در روز دست یابند.

محققان سعی کردند با به کارگیری اشکال دیگری برای سطح از جمله تعبیه نانوپوسته‌های کروی سیلیکا، نور خورشید را جذب کنند و به گردش درآورند. به این ترتیب می‌تواند انرژی بیشتری جذب کند. پژوهشگران دانشگاه عبدالله گل ترکیه در تحقیقی جدید شبیه سازی‌های پیچیده‌ای از چگونگی ارتقای کارآمدی سلول‌های خورشیدی با کمک برجستگی‌ها انجام دادند.

آن‌ها سلول‌های فتوولتائیک را با نوعی پلیمر ارگانیک به نام P ۳ HT:ICBA به عنوان لایه فعال روی یک لایه آلومینیوم و بستری از PMMA ساختند که با یک لایه محافظ شفاف از اکسید قلع ایندیم (ITO) پوشانده شده بود. این ساختار ساندویچی کل برجستگی یا پوسته نیم کره شکل راپوشاند.

در مرحله بعد پژوهشگران یک تحلیل عنصری محدود سه بعدی (FEA) انجام دادند که عناصر یک سیستم پیچیده را به قطعات قابل مدیریت تبدیل می‌کند تا بتوان آن‌ها را بهتر شبیه سازی و تحلیل کرد.

سلول‌های خورشیدی دارای برجستگی در مقایسه با نمونه‌هایی با سطح صاف با توجه به قطبش نور در جذب نور ۳۶ و ۶۶ درصد ارتقا یافتند. برجستگی‌های مذکور در مقایسه با سطوح صاف، از جهات بیشتری نور را جذب کردند و در نتیجه پوشش زاویه‌ای نور به ۸۲ درصد رسید.

هرچند محققان نسخه فیزیکی از سلول‌های خورشیدی را نساخته اند، اما اگر این اصول در واقعیت نیز کارآمد باشد، نه تنها برای سلول‌های خورشیدی سقفی بلکه در سیستم‌هایی با قابلیت تغییر شرایط نور مانند گجت‌های پوشیدنی الکترونیکی مفید خواهدبود.