بخاخ على الطاقة الشمسية ذات الطابقين

أنشأ فريق بحثي في ​​جامعة تورنتو أول خلية شمسية من طبقتين تتكون من جسيمات نانوية ممتصة للضوء تسمى النقاط الكمومية. يُنظر إلى النقاط الكمومية ، التي يمكن ضبطها لامتصاص أجزاء مختلفة من الطيف الشمسي من خلال تغيير حجمها ، على أنها طريق واعد للخلايا الشمسية منخفضة التكلفة لأن الجزيئات يمكن رشها على الأسطح مثل الطلاء. لكن الخلايا التي تعتمد على هذه التقنية كانت غير فعالة للغاية بحيث لا يمكن أن تكون عملية. من خلال اكتشاف طريقة للجمع بين نوعين مختلفين من النقاط الكمومية في خلية شمسية ، يمكن للباحثين فتح الطريق لجعل هذه الخلايا أكثر كفاءة.

النقاط الشمسية: كل نقطة من هذه النقاط الستة عشر عبارة عن خلية شمسية مكونة من جسيمات نانوية تسمى النقاط الكمومية.

يتم ضبط الخلايا الشمسية التقليدية لتحويل الضوء ذي الطول الموجي الواحد إلى كهرباء ؛ باقي الطيف الشمسي إما أن يمر أو يتم تحويله بشكل غير فعال. لتسخير نسبة أكبر من الطاقة في ضوء الشمس ، يقوم المصنعون أحيانًا بتكديس المواد المصممة لالتقاط أجزاء مختلفة من الطيف. يمكن لخلية من طبقتين ، تسمى خلية الوصلة الترادفية ، أن تحقق نظريًا كفاءة بنسبة 42 في المائة ، مقارنة بأقصى كفاءة نظرية تبلغ 31 في المائة للخلايا ذات الطبقة الواحدة.



في خلية الباحثين في تورنتو ، يتم ضبط طبقة واحدة من النقاط الكمومية لالتقاط الضوء المرئي والأخرى لالتقاط ضوء الأشعة تحت الحمراء. وجد الباحثون أيضًا طريقة لتقليل المقاومة الكهربائية بين الطبقات ، وهي مشكلة يمكن أن تحد من إنتاج الطاقة لخلية من طبقتين. لقد أدخلوا طبقة انتقالية ، تتكون من أربعة أفلام من أكاسيد معدنية مختلفة ، والتي تحافظ على المقاومة لطيفة ومنخفضة ، كما يقول تيد سارجنت ، أستاذ الهندسة الكهربائية والحوسبة الذي قاد البحث في جامعة تورنتو. اختار الباحثون الأكاسيد الشفافة لهذه الطبقة ، مما يسمح للضوء بالمرور من خلالها إلى الخلية السفلية.

النتيجة الموصوفة هذا الاسبوع في المجلة طبيعة الضوئيات هي خلية تقاطع ترادفي تلتقط نطاقًا واسعًا من الطيف ولها كفاءة تبلغ 4.2 بالمائة. يقول سارجنت إنه يمكن استخدام هذا النهج لإنشاء طبقة ثلاثية وحتى رباعية الطبقات ، والتي يمكن أن تكون أفضل. هدف الفريق هو تجاوز الكفاءة بنسبة 10 في المائة في غضون خمس سنوات والاستمرار في التحسن من هناك. تبلغ كفاءة الألواح الشمسية التقليدية حوالي 15 في المائة ، لكن خلايا النقاط الكمومية ذات الكفاءة الأقل إلى حد ما قد لا تزال تتمتع بميزة من حيث التكاليف الإجمالية للطاقة الشمسية إذا ثبت أنها أقل تكلفة بشكل كبير في التصنيع.

يقول جون أسبري ، أستاذ الكيمياء في جامعة ولاية بنسلفانيا ، إنه من خلال فتح القدرة على صنع خلايا متعددة الطبقات من النقاط الكمومية ، عزز فريق U of T الكفاءة النظرية للتكنولوجيا من 30 بالمائة إلى ما يقرب من 50 بالمائة. لكن الاقتراب من هذه الأنواع من الكفاءات سيتطلب الكثير من العمل للقضاء على الحالات المحاصرة - وهي أماكن داخل مادة النقطة الكمومية حيث يمكن أن تعلق الإلكترونات. تكمن مشكلة النقاط الكمومية في أن الإلكترونات لديها احتمالية كبيرة لعدم وصولها إلى الأقطاب الكهربائية حيث يمكن جمعها ، مما حد من كفاءتها ، كما يقول. أن يكون لك تأثير حقيقي يعني تطوير استراتيجيات للسيطرة على تلك الدول المحاصرة.

يخفي

التقنيات الفعلية

فئة

غير مصنف

تكنولوجيا

التكنولوجيا الحيوية

سياسة التكنولوجيا

تغير المناخ

البشر والتكنولوجيا

وادي السيليكون

الحوسبة

مجلة Mit News

الذكاء الاصطناعي

الفراغ

المدن الذكية

بلوكشين

قصة مميزة

الملف الشخصي للخريجين

اتصال الخريجين

ميزة أخبار معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا

1865

وجهة نظري

77 Mass Ave

قابل المؤلف

ملامح في الكرم

شوهد في الحرم الجامعي

خطابات الخريجين

أخبار

انتخابات 2020

فهرس With

تحت القبه

خرطوم الحريق

مؤشر With

قصص لانهائية

مشروع تكنولوجيا الوباء

من الرئيس

غلاف القصه

معرض الصور

موصى به