آخرین دستاوردها
خانه - دستاوردها و اختراعات - افزایش ۲ برابری کارایی پیل‎های سوختی با نانو لوله‎های کربنی

افزایش ۲ برابری کارایی پیل‎های سوختی با نانو لوله‎های کربنی

محققان با استفاده از نانو لوله‎های کربنی موفق به ساخت پیل خورشیدی با کارایی ۴۲ درصد شدند که نسبت به همتایان پیشین خود ۱۲ درصد افزایش بازده داشته است. پژوهشگران آزمایشگاه ملی انرژی‎های تجدیدپذیر با استفاده از نانو لوله‎های کربنی موفق به ساخت نوع جدیدی از پیل‎های سوختی شدند که می‎تواند دو برابر بیشتر از پیل‎های معمولی انرژی خورشید را به الکتریسیته تبدیل کند. مواد لایه نازک ولتائیک نسبت به مواد سیلیکونی مورد استفاده در پیل‎های خورشیدی معمولی بهتر هستند به طوری که این مواد سبک تر، ارزان تر و انعطاف پذیرتر هستند، تابش نور خورشید موجب تولید الکترون و حفره در این مواد می‎شود. این الکترون و حفره‎ها باید از یکدیگر جدا شوند تا کارایی پیل خورشیدی افزایش یابد.

نانو لوله‎های کربنی تک جداره قادر اند نور خورشید را در محدوده وسیعی از طول موج مرئی و مادون قرمز جذب کنند، همچنین انتقال حاملین بار در آنها سریع است. با این حال تا کنون این پیل‎ها کارایی بالایی نداشته و در ایجاد ولتاژ و جریان بالا محدودیت داشته اند. این تیم تحقیقاتی با استفاده از نانو لوله‎های کربنی تک جداره موفق به ساخت پیل خورشیدی با نرخ تولید الکتریسیته بالا شدند. این پیل‎ها قادر اند تا پرتوهای مادون قرمز نزدیک را نیز جذب کنند؛ چیزی که خارج از محدوده توانایی پیل‎های فتوولتائیک لایه نازک است. این گروه تحقیقاتی با کنترل سطح تماس میان لایه فعال و زیرلایه ای که انتقال حفره از آن انجام می‎شود، موفق به افزایش کارایی این پیل شدند.

پیل سوختی، پیل خورشیدی، باتری خورشیدی

پیل سوختی، پیل خورشیدی، باتری خورشیدی

این پیل خورشیدی می‎تواند نگاه‎ها را به سوی پیل‎های خورشیدی مبتنی بر کربن جلب کند؛ حوزه ای که طی سال‎های اخیر چندان توجهی به آن نشده است. در این پیل خورشیدی از چند لایه مختلف استفاده شده است که هر یک می‎تواند طول موج ویژه ای از نور خورشید را جذب کند. برای مثال لایه سطحی این پیل می‎تواند فوتون‎های با انرژی بالا را جذب کند، لایه ای که باند گپ بزرگی دارد. این در حالی است که فوتون‎های کم انرژی که فراوانی بیشتری دارند توسط لایه پشتی با باند گپ کوچک‎تر جذب می‎شوند. این گروه با استفاده از راهبرد چند لایه توانستند کارایی پیل خورشیدی را به ۴۲ درصد برسانند که نسبت به ۳۰ درصد پیل‎های معمولی، رشد قابل توجهی محسوب می‎شود. این گروه در حال حاضر درصدد بهبود کارایی این پیل خورشیدی مبتنی بر نانو لوله کربنی هستند. نتایج این پژوهش در نشریه Nano Letters به چاپ رسیده است.

ایرنا

لینک کوتاه: http://iranetavana.ir/?p=2433

نظر خود را بنویسید

ایمیل شما نشر نخواهد شد.خانه های ضروری نشانه گذاری شده است. *

*

معادله امنیتی *