سلول خورشیدی مورد استفاده در شیشه برقی 30 سال عمر دارد

انرژی خورشیدی ارزان ترین نوع انرژی تولید شده توسط بشر از زمان انقلاب صنعتی است. با استفاده از این وسایل بر روی پنجره ها، ساختمان شما به نیروگاه تبدیل می شود.

اگرچه سیلیکون هنوز هم سلطان کارایی پنل های خورشیدی است، اما شفاف نیست. برای پنل های خورشیدی سازگار با پنجره، محققان مواد آلی یا کربنی را بررسی کرده اند. چالش پیش روی تیم فارست این است که چگونه از تخریب سریع مواد تبدیل کننده نور آلی بسیار کارآمد در طول استفاده جلوگیری کند.

مزایا و معایب این مواد در مولکول‌هایی نهفته است که الکترون‌های تولید شده توسط عکس را به الکترودها منتقل می‌کنند، نقاط ورودی مدارهایی که از انرژی خورشیدی استفاده یا ذخیره می‌کنند. این مواد اغلب به عنوان" گیرنده های غیر فولرن" برای متمایز ساختن آنها از گیرنده های فولرن" ساخته شده از شبکه کربنی در مقیاس نانو سلول های خورشیدی ساخته شده از گیرنده های غیر فولرن دوپ شده با گوگرد می توانند بازده 18 درصدی معادل سیلیکون را به دست آورند، اما عمر مفید آنها زیاد نیست.

& quot;گیرنده های غیر فولرن کارایی بسیار بالایی دارند، اما حاوی پیوندهای ضعیفی هستند که به راحتی در زیر فوتون های پرانرژی جدا می شوند، به ویژه فوتون های فرابنفش [فرابنفش] که در نور خورشید رایج هستند،" لی یونگشی، دستیار محقق در مهندسی برق و علوم کامپیوتر در دانشگاه میشیگان گفت. نویسنده مقاله Nature Communications.

با مطالعه ماهیت تخریب شده این سلول های خورشیدی محافظت نشده، تیم متوجه شد که آنها فقط در چند مکان به پشتیبانی نیاز دارند. اول، آنها باید اشعه ماوراء بنفش را مسدود کنند. برای این منظور، آنها لایه ای از اکسید روی، یک ماده رایج ضد آفتاب را به کناره شیشه رو به خورشید اضافه کردند.

لایه نازک‌تر اکسید روی در نزدیکی ناحیه جذب نور به هدایت الکترون‌های تولید شده توسط خورشید به الکترود کمک می‌کند. متأسفانه، جذب نور شکننده را نیز از بین برد، بنابراین تیم یک لایه از مواد مبتنی بر کربن به نام IC-SAM را به عنوان بافر اضافه کرد.

علاوه بر این، الکترودهایی که&دارای بار مثبت می کشند quot;سوراخ ها" (در اصل فضای خالی شده توسط الکترون ها) در مدار نیز می تواند با جاذب های نور واکنش نشان دهد. برای محافظت از آن طرف، آنها یک لایه بافر دیگر اضافه کردند که یک فولرن به شکل توپ فوتبال است.

سپس تیم دفاع جدید خود را در زیر نور خورشید شبیه سازی شده با شدت های مختلف، از نور معمولی 1 خورشید تا 27 خورشید، و دمای 150 درجه فارنهایت، آزمایش کردند. با مطالعه چگونگی کاهش عملکرد در این شرایط، این تیم استنباط کرد که سلول‌های خورشیدی همچنان می‌توانند پس از 30 سال با 80 درصد بازده کار کنند.

فارست آینده این دستگاه ها را می بیند"به پنجره ای نزدیک شما می آیند." تیم او شفافیت ماژول را به 40٪ افزایش داده است. آنها معتقدند که می توانند به شفافیت 60 درصد نزدیک شوند.

آنها همچنین در حال تلاش برای افزایش کارایی از 10 درصد به دست آمده در ماژول شفاف گزارش به نزدیک به 15 درصد هستند که تصور می شود با شفافیت بالا امکان پذیر است. از آنجایی که مواد را می توان به مایع تبدیل کرد، انتظار می رود هزینه ساخت نسبتاً پایین باشد.