ساخت سلول‌های خورشیدی فوق‌ِنازک

به گزارش خبرگزاری صدا وسیما، این ماده انعطاف‌پذیر و کاغذ مانند نور را بدون کاهش کارایی به الکتریسیته تبدیل می‌کند. سلول‌های خورشیدی سیلیکونی ستون فقرات برق تولید شده توسط خورشید در جهان هستند و حدود ۹۵ درصد از سلول‌های خورشیدی در بازار فتوولتائیک را تشکیل می‌دهند. با کاهش هزینه‌های تولید برق، سلول‌های خورشیدی استفاده گسترده‌تری در مزارع خورشیدی روی زمین و فتوولتائیک‌های توزیع شده داشته‌اند.
(سامانه فتوولتائیک قادر به تبدیل مستقیم انرژی خورشیدی به انرژی الکتریسیته است. استفاده از سامانه‌های فتوولتائیک به ما این قابلیت را می‌دهد که محیط زیست پاکیزه‌ای داشته باشیم.)

سلول‌های خورشیدی سیلیکونی کریستالی که از ویفر‌های سیلیکونی ساخته شده‌اند، بیشترین و پرمصرف‌ترین فناوری انرژی فتوولتائیک هستند، اما با دو چالش فناوری روبرو هستند.
یک مشکل این است که بازده تبدیل توان سلول‌های سیلیکونی با مساحت بزرگ به ۲۶ درصد محدود می‌شود. مانع دیگر ضخامت سلول است (معمولاً ۱۵۰ تا ۱۸۰ میکرومتر) که استفاده از آن را در برنامه‌هایی که به مواد انعطاف‌پذیرتر و سبک‌تر نیاز دارند، مانند سقف‌های منحنی، ماهواره‌ها و ایستگاه‌های فضایی دشوار می‌سازد.

به‌عنوان مثال، هواپیما‌ها سنگین وزن از سلول‌های خورشیدی لایه نازک استفاده می‌کنند که دسته وسیع دیگری از سلول‌های خورشیدی هستند. با این حال، آنها گران هستند، طول عمر کوتاهی دارند و برای نیاز‌های تجاری مناسب نیستند. سلول‌های خورشیدی انعطاف‌پذیر سیلیکونی توسعه‌یافته محققین چینی بسیار نازک‌تر و سبک‌تر از مدل‌های مشابه معمولی خود هستند و بازده انرژی بالایی دارند.

سلول‌های سیلیکونی کریستالی جدید به نازکی ۵۰ میکرومتر هستند (نازک‌تر از یک ورق کاغذ A۴) که می‌توانند خم شوند و بسیار کارآمدتر از نمونه‌های معمولی هستند. سلول‌های خورشیدی سیلیکونی کریستالی به عنوان یک ساختار «ساندویچی» شناخته می‌شوند، به این معنی که بستر ویفر آنها بیش از ۹۹ درصد ضخامت سلول را تشکیل می‌دهد.

دانشمندان در سراسر جهان از روش‌های مختلفی برای توسعه سلول‌های خورشیدی استفاده می‌کنند که سبک‌تر، انعطاف‌پذیرتر، کارآمدتر و از نظر تجاری بادوام ترهستند.

نازک کردن ویفر در محصول گروه چینی نه‌تن‌ها وزن و هزینه سلول‌های خورشیدی را کاهش می‌دهد، بلکه جداسازی بار را تسهیل می‌کند. با این حال، سلول‌های خورشیدی سیلیکونی نازک‌تر معمولاً در تبدیل نور خورشید به الکتریسیته کمتر از سلول‌های ضخیم‌تر کارآمد هستند.

این سلول‌های خورشیدی فوق نازک قابل خم شدن هستند. در حالی که نمی‌توان آن را از وسط تا کرد، اما می‌توان آن را به هر انحنای خم کرد. سلول‌های خورشیدی که انعطاف‌پذیر هستند، امکانات کاربردی بسیار بیشتری در صنعت هوافضا، بالگردها، پهپاد‌ها و دستگاه‌های هوشمند پوشیدنی دارند.