تسلط بر سلول‌های خورشیدی کوانتوم دات بازنشست

در این متن، به بررسی خواص و کاربردهای کوانتوم دات ها پرداخته شده است. کوانتوم دات ها کریستال های نیمه رسانا گرد و ریزی هستند که در جذب و انتشار نور کارامدی بالایی دارند، به طوری که با تغییر اندازه آنها می توان رنگ نوری که با آنها واکنش می دهد را تنظیم کرد. این خاصیت آنها را در فناوری های مربوط به نمایشگرها و حسگرها بسیار مفید می کند. همچنین در سلول های خورشیدی کارامدی بالایی دارند، زیرا می توان اندازه آنها را متناسب با بخش متفاوتی از طیف نور تغییر داد و در نتیجه به میزان کارایی سلول های خورشیدی کمک کرد. این فناوری همچنین ارزان و ساده سازی شده و می توان آن را به شکل محلول های قابل اسپری ساخت و ساز کرد. برخلاف سلول های خورشیدی با مواد ارگانیک، سلول های خورشیدی کوانتوم دات به دلیل استفاده از پرواسکایت ارگانیک در ساختار خود، مقاوم تر در برابر نور خورشید و شرایط نامساعد منابع آبی و هوایی هستند. در این مطالعه، پژوهشگران با استفاده از پرواسکایت ارگانیک، سلول های خورشیدی با کارایی بی سابقه‌ای حدود 18.1 درصد ساخت و ساز کردند. همچنین ثبات سلول های خورشیدی در دمای بالا به مدت زمان طولانی نیز حفظ شد. با این حال، تا به حال راه بسیاری برای رسیدن به کارایی و بهره وری سلول های خورشیدی کوانتوم دات به سطح سلول های خورشیدی سیلیکونی کنونی باقی مانده است.

به گزارش دیجیاتور به نقل از نیواطلس، کوانتوم دات ها در حقیقت کریستال های نیمه رسانا گرد و ریزی هستند که در جذب و انتشار نور کارآمدی بالایی دارند. با تغییر اندازه آنها می توان رنگ نوری که با کوانتوم دات ها واکنش می دهد را تنظیم کرد و به همین دلیل در فناوری های مربوط به نمایشگر یا حسگرها بسیار مفید هستند.

اما آنها در نهایت در سلول های خورشیدی کارآمدی بالایی دارند. بیشتر سلول های خورشیدی تجاری با انبوهی از مواد به عنوان لایه جمع آوری کننده نور ساخته شده اند. این بدان معنا است که کل سطح یک طول موج نور را جذب می کند. اما با کمک فناوری مذکور می توان کوانتوم دات هایی با اندازه مختلف در اختیار داشت که روی بخش متفاوتی از طیف نور تمرکز می کند و در نتیجه کارآمدی بهبود می یابد. علاوه بر آنچه گفته شد این فناوری ارزان است و به سادگی ساخته می شود و حتی می توان آن را به شکل محلول های قابل اسپری ساخت و ساز کرد.

محققان UNIST (موسسه ملی علم و فناوری اولسان) در پژوهش جدید دستورالعمل ساخت و ساز محصول را اندکی تغییر دادند تا فناوری را بهبود بخشند. به طور معمول سلول های خورشیدی کوانتوم دات با مواد ارگانیکی ساخته می شوند که در فرضیه بیشترین کارآمدی را دارند. اما متاسفانه در مقابل نور خورشید و منابع آبی وهوای نامساعد دچار اختلال می شوند، بنابراین برای سلول های خورشیدی که جهت فعالیت در تمام روز ساخته شده اند، مناسب نیستند. در نتیجه این روند کارآمدی آنها کاهش می یابد.

پژوهشگران کوانتوم دات های خود را از پرواسکایت ارگانیک ساختند و یک روش نوین برای حفظ آنها روی بستری ابداع کردند که سبب می شد دات ها نزدیکتر به یکدیگر قرار گیرند. این امر کارآمدی را به سطح بی سابقه ۱۸.۱ درصد رساند. رکورد پیشین کارآمدی ۱۶.۶ درصد در سال ۲۰۲۰ میلادی بود.

نکته مهم آنکه سلول های خورشیدی جدید با ثبات تر هستند و کارآمدی آنها در شرایط نرمال به مدت ۱۲۰۰ ساعت حفظ شد. همچنین ثبات سلول های خورشیدی مذکور در دمای ۸۰ درجه سانتیگراد به مدت ۳۰۰ ساعت حفظ شد.

البته راه زیادی مانده تا سلول های خورشیدی کوانتوم داتی بتوانند به کارآمدی و بهره وری سلول های خورشیدی سیلیکونی فعلی برسند.

کوانتوم دات ها، کریستال های نیمه رسانا گرد و ریزی هستند که در جذب و انتشار نور کارآمدی بالایی دارند. تغییر اندازه آنها می تواند رنگ نوری را تنظیم کند و در فناوری های مربوط به نمایشگر یا حسگرها مفید است. آنها نیز در سلول های خورشیدی کارآمدی بالایی دارند. با کمک فناوری کوانتوم دات ها می توان بخش های مختلفی از طیف نور را تمرکز کرد و بهبود کارآمدی را داشت. این فناوری ارزان است و به سادگی ساخته می شود و حتی می توان آن را به شکل محلول های قابل اسپری ساخت و ساز کرد. محققان UNIST در پژوهش جدید تغییراتی روی سلول های خورشیدی کوانتوم دات ایجاد کردند تا بهبود بخشد. سلول های خورشیدی کوانتوم دات با مواد ارگانیکی ساخته می شوند. اما آنها در مقابل نور خورشید و منابع آبی و هوای نامساعد اختلال می شوند. پژوهشگران برای افزایش کارآمدی سلول های خورشیدی از پرواسکایت ارگانیک استفاده کردند و روشی برای حفظ آنها ابداع کردند. نتیجه این پژوهش، کارآمدی بالای ۱۸.۱ درصد در سلول های خورشیدی است. سلول های خورشیدی جدید ثبات تر هستند و در شرایط نرمال حداقل ۱۲۰۰ ساعت ثبات دارند. در دمای ۸۰ درجه سانتیگراد، ثبات آنها به مدت ۳۰۰ ساعت حفظ شده است. راه زیادی مانده است تا سلول های خورشیدی کوانتوم داتی به کارآمدی و بهره وری سلول های خورشیدی سیلیکونی سابق برسند.