فناوری جدید سلول های خورشیدی

نسل جدید سلول های خورشیدی
نسل جدید سلول های خورشیدی

انرژی خورشیدی چیزی نیست که به تازگی با آن آشنا شده و یا در فرم سلول های خورشیدی از آن بهره برداری نماییم. قرن ها پیش و زمانی که انسان به زندگی غارنشینی مشغول بود، به فرم دیگری از انرژی خورشیدی بهره می جست. انسان در آن زمان از تابش نور خورشید به سنگ ها و داغ شدن آن ها استفاده می کرد و اتفاقا در این زمینه نبوغ زیادی نیز از خود نشان می داد.

اما انرژی خورشیدی در عصر حاضر با استفاده از تکنولوژی های فعلی و دنیای هوشمند کنونی، توانسته است در شکل سلول های خورشیدی برای دریافت نور، گرما و دیگر انواع انرژی به کار برده شود.

جالب است بدانید که انرژی خورشید، یعنی آن مقداری از انرژی خورشید که به کره زمین می رسد، چیزی نزدیک به ۱۰ هزار برابر بیش از نیاز انرژی مردم زمین می باشد. با توجه به کمبود منابع انرژی فعلی جهان، به نظر می رسد که چاره ای جز میل پیدا کردن به سمت انرژی خورشیدی پیش رو نداریم.

نسل جدید سلول های خورشیدی
نسل جدید سلول های خورشیدی

در حال حاضر پنل های خورشیدی در نقاط مختلف جهان نصب شده و از آن بهره برداری می شود. غالبا طراحی چیدمان پنل های خورشید بر اساس بدترین وضعیت آب و هوایی انجام می شود، تا بالاترین راندمان دریافت انرژی را از آن ها داشته باشیم.

هزینه ی زیاد استفاده از سلول های خورشیدی

متاسفانه علی رغم این که انرژی خورشیدی انرژی بی پایان و بدون هزینه است؛ اما ترکیب بندی سلول های خورشیدی و در واقع ابزاری که این انرژی را به انرژی های مورد نیاز ما تبدیل سازند، گران قیمت هستند. به همین دلیل در حال حاضر استفاده از برق معمولی ارزان قیمت تر از برق به دست آمده از طریق سلول های خورشیدی خواهد بود. درست به این علت است که استفاده از سلول های خورشیدی هنوز نتوانسته در شکل انبوه و به عنوان یک انرژی عمومی مورد استفاده قرار بگیرد.

سلول های خورشیدی سیلیکونی از اواخر دهه ی ۱۹۸۰ میلادی ساخته شدند. این سلول ها از کریستال هایی با درصد خلوص بالا ( یا همان ویفرهای سیلیکونی) ایجاد شده و تکنولوژی میکرو الکترونیک در ساخت آن ها دخیل بود. این سلول ها قادر هستند با دریافت نور خورشید، آن را به الکتریسیته تبدیل سازند.

ملموس ترین مثال از سلول های خورشیدی مورد استفاده و کاربردی را در ماشین حساب های خورشیدی می بینیم که بدون استفاده از باطری و یا شارژ شدن به کار کردن خود ادامه می دهند.

اگر چه این سلول ها قدرت جذب بسیار بالایی از نور خورشید و تبدیل آن به انرژی مورد استفاده را دارا هستند، اما هزینه زیاد و فناوری پیچیده ساخت آن ها، عملا دامنه ی کاربرد را محدود می ساخت.

نسل جدید سلول های خورشیدی
نسل جدید سلول های خورشیدی

گامی بزرگ در تجاری سازی سلول های خورشیدی

اما اخیرا شرکت تازه بنیاد آکسفورد پی وی، که از دانشگاه آکسفورد انشعاب شده است، گام بزرگی در تجاری سازی سلول های خورشیدی برداشته است.

این استارت آپ دانشگاهی توانسته است فرمول تازه ای برای ساخت سلول های خورشیدی با مواد اولیه ارزان قیمت تر ایجاد کند. به شکلی که هزینه ی ساخت و راه اندازی سلول های خورشید به اندازه ای پایین بیاید که استفاده ی تجاری از آن منطقی و مقرون به صرفه باشد.

سلول های پروسکایت، سلول های خورشیدی نوین

سلول هایی که به وسیله ی شرکت آکسفورد پی وی ساخته می شوند، سلول های پروسکایت نام دارند. پروسکایت ها از ترکیب هالید سرب یا قلع با لایه های جاذب نور در شکل انرژی ساخته می شوند. این لایه های جاذب با داشتن ترکیب کریستالی به نام ABX3 در ترکیب با هالید سرب یا قلع، سلول های پروسکایت را به وجود می آورند.

پروسکایت ها در رایج ترین قالب خود با قرار گیری اتم های ید، برم یا کلر در کنار سرب یا قلع ترکیبی از متیل آمونیوم سرب تری هالید و فرمامیدینیوم سرب تری هالید می باشند. این یعنی ساختاری ارزان قیمت و در دسترس که مشکلی از جهت تامین منابع آن وجود ندارد. با استفاده از این سلول های خورشیدی، نیروی نور خورشید به انرژی الکتریکی تبدیل می شود و در ضمن هزینه ی کمتری مشمول این فرایند می شود. به همین دلیل سلول های پروسکایت می توانند وارد فاز تجاری شده و استفاده ی عمومی پیدا کنند.

همان طور که گفتیم، پنل های خورشیدی قبلی سیلیکونی بودند که فرم ساخت، هزینه و نحوه ی عملکرد آن ها، این ابزار را مقرون به صرفه نمی ساخت. به همین دلیل اشتیاق جهانی برای استفاده از چنین جایگزین هایی شکل نگرفت.

نسل جدید سلول های خورشیدی
نسل جدید سلول های خورشیدی

اما پروسکایت ها هزینه ی ساختی تقریبا به اندازه ی نصف هزینه ی ساخت سلول های خورشیدی سیلیکونی دارند و این آن ها را به ابزاری جذاب تر تبدیل می سازد.

لازم به ذکر است که برای نخستین بار سلول های پروسکایت در سال ۲۰۰۹ میلادی ساخته شدند. اما فرم ابتدایی آن ها کارایی و پاسخگویی مورد نظر را نداشت، به همین دلیل هرگز در خط تولید انبوه جای نگرفتند. اما چیزی که اکنون به آن دست یافته شده است، به نظر عملکرد و پایداری قابل توجه و قابل قبولی دارد.

نسل جدید سلول های خورشیدی
نسل جدید سلول های خورشیدی

جالب است بدانید که راندمان سلول های خورشیدی پروسکایت که اخیرا توسط شرکت آکسفورد پی وی ساخته شده است، به اندازه ی ۴ درصد نیز بیشتر از راندمانی ست که سلول های خورشیدی سیلیکونی از خود نشان می دهند. سلول های خورشیدی سیلیکونی مقدار زیادی از فوتون های محدوده ی آبی و بنفش را از دست داده و در واقع هدررفت انرژی در این محدوده داشتیم. این مورد در نسل جدید سلول های خورشیدی پروسکایت نیز برطرف شده است و این مزیت دیگر فناوری تازه ظهور کرده در دریافت انرژی از خورشید محسوب می شود.

سمیرا نقیبی
کارشناسی ریاضی محض خواجه نصیر/ چندین سال سابقه کاری در سرپرستی فروش محصولات شبکه داشتم و از سال 93 به بعد سفر هیجان انگیز به دنیای بی انتهای تولید محتوا و سئو برای من آغاز شد. به تکنولوژی، گردشگری، بهداشت و سلامت و هر چیز زمینی و آدمیزادی علاقه مند هستم...