توليد پيل‌های خورشيدی ارزان توسط محققان

فارس: به همت محققان پيل‌هاي خورشيدي ارزان توليد شد.

اگر پيل‌هاي خورشيدي ارزان‌تر بودند، مي‌توانستند مصرف سوخت‌هاي فسيلي را تا حد بسيار زيادي كاهش دهند، اما استفاده از عناصر كمياب در اين پيل‌ها و همچنين نياز به فرايندهاي پيچيده توليد موجب مي‌شوند تا اين ابزارها گران باشند.

حال تحقيقي كه در آي‌بي‌ام صورت گرفته است، اين ‌گونه مشكلات را حل مي‌كند؛ در پيلي كه آنها ساخته‌اند هم از عناصر ارزان معمولي استفاده شده است و هم اينكه فرايند توليد هزينه بالايي ندارد.

اين پيل‌هاي جديد كه پيل‌هاي «kesterite» نام دارند، با استفاده از يك فناوري چاپي ساخته مي‌شوند؛ در اين روش يك محلول حاوي نانوذرات به روش روكش‌دهي چرخشي روي يك بستر شيشه‌اي نشانده مي‌شود. بنابر گفته محققان آي‌بي‌ام، كارايي اين پيل‌ها نزديك به كارايي پيل‌هاي جاافتاده موجود است.

ديويد ميتزي يكي از محققان آي‌بي‌ام مي‌گويد كه آنها مي‌خواستند، هزينه را كاهش داده و براي پيل‌هاي فتوولتائيك فيلم نازك از عناصري استفاده كنند كه به فراواني يافت مي‌شوند.
در فناوري‌هاي فعلي از عناصر كمياب اينديوم و تلوريوم استفاده مي‌شود. اينديوم بسيار كمياب است، زيرا در توليد ترانزيستورهاي شفاف به كار رفته و تقاضاي زيادي براي آن در توليد نمايشگرهاي مسطح وجود دارد. برعكس، در پيل‌هاي kesterite آي‌بي‌ام از عناصر فراوان قلع، روي، مس، سلنيوم و گوگرد استفاده مي‌شود.

به‌علاوه، توليد اين پيل‌ها ارزان‌تر است؛ براي توليد آنها از يك روش چاپي استفاده مي‌شود كه در آن از محلولي از هيدرازينِ حاوي مس و قلع و نانوذرات روي استفاده مي‌شود. سپس محلول حاضر به روش روكش‌دهي چرخشي روي سطح رسوب داده شده و در حضور بخار سلنيوم يا گوگرد حرارت داده مي‌شود. اين روش بسيار ارزان‌تر از فرايند توليد موجود است كه در آن از روش گران مبتني بر خلأ استفاده مي‌شود.

پيل خورشيدي آي‌بي‌ام

يك گروه تحقيقاتي در دانشكده ملي فناوري Nagaoka در ژاپن در سال 2009 يك پيل kesterite فيلم نازك ساختند كه كارايي آن 8/6 درصد بود. كارايي پيل ساخته شده توسط محققان آي‌بي‌ام 40 درصد بالاتر از نمونه ژاپني است. ميتزي مي‌گويد آنها در حال برنامه‌ريزي براي افزايش كارايي اين پيل‌ها تا بيش از 11 درصد هستند كه مساوي يا بهتر از پيل‌هاي خورشيدي معمولي است.

پيل‌هاي خورشيدي در حال حاضر كمتر از 1/0 درصد الكتريسيته مورد نياز دنيا را تأمين مي‌كنند كه اين امر عمدتاً به‌دليل گران بودن آنها و كميابي عناصري است كه در ساخت آنها استفاده مي‌شوند. پيل خورشيدي آي‌بي‌ام اين امر را تغيير خواهد داد. آي‌بي‌ام اين فناوري را به صورت اختراع ثبت خواهد كرد و مي‌خواهد امتياز استفاده از آن را واگذار نمايد. آنها مي‌گويند آماده همكاري با شركت‌هاي توليدكننده پيل‌هاي فتوولتائيك براي تجاري كردن اين فناوري هستند.

نتايج اين تحقيق در مجله Advanced Materials منتشر شده است.