محققان ترکیه ای توانایی افزایش بازدهی سلول‌های خورشیدی را اثبات کردند

یک تحقیق جدید نشان می دهد که استفاده از برجستگی های کوچک بر روی سطح سلول های خورشیدی ارگانیک می تواند به ارتقای کارآمدی آنها بیشتر از دو سوم کمک کند و نور را از زاویه وسیع‌تری جمع آوری کند. سلول های خورشیدی سطح مسطح دارند و این استفاده از برجستگی ها می‌تواند از زاویه‌های بیشتری نور را جذب کند. محققان در تحقیقی جدید با استفاده از شبیه‌سازی‌های پیچیده و تحلیل عنصری محدود، نشان دادند که سلول‌های خورشیدی دارای برجستگی تا ۸۲ درصد نور را جذب کردند و می‌تواند در سیستم‌هایی مانند گجت‌های پوشیدنی الکترونیکی از استفاده مفیدی برخوردار باشد.

به گزارش دیجیاتور به نقل از نیواطلس، کارآمدی سلول های خورشیدی با کمک برجستگی هایی روی آنها بیشتر می شود. پژوهشی جدید نشان می دهد برجستگی های کوچک روی سطح سلول خورشیدی ارگانیک می تواند میزان کارآمدی آن را تا دو سوم ارتقا دهد و نور را از زاویه وسیع تری جمع آوری کند.

سلول های خورشیدی معمولا مسطح هستند و به این ترتیب سطح در معرض نور خورشید، در هر زمان از روز ارتقا می یابد. این طرح زمانی بیشترین کارآمدی را دارد که خورشید در زاویه خاصی قرار داشته باشد، بنابراین پنل ها می توانند 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 نانوپوسته های کروی سیلیکا، نور خورشید را جذب کنند و به گردش درآورند. به این ترتیب می تواند انرژی بیشتری جذب کند. پژوهشگران موسسه آموزش عالی عبدالله گل ترکیه در تحقیقی جدید شبیه سازی های پیچیده ای از چگونگی ارتقای کارآمدی سلول های خورشیدی با کمک برجستگی ها انجام دادند.

آنها سلول های فتوولتائیک را با نوعی پلیمر ارگانیک به نام P۳HT: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 سازماندهی تبدیل می کند تا بتوان آنها را بهتر شبیه سازی و تحلیل کرد.

سلول های خورشیدی دارای برجستگی در مقایسه با نمونه هایی با سطح صاف با توجه به قطبش نور در جذب نور ۳۶ و ۶۶ درصد ارتقا یافتند. برجستگی های مذکور در مقایسه با سطوح صاف، از جهات بیشتری نور را جذب کردند و در نتیجه پوشش زاویه ای نور به ۸۲ درصد رسید.

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

ارتقای میزان کارآمدی سلول های خورشیدی با استفاده از برجستگی های روی آنها امکان‌پذیر است، و این امر می‌تواند نور را از زوایه وسیع‌تری جمع‌آوری کند.