رکورد کارآیی سلول‌های خورشیدی شکسته شد

به گزارش روز جمعه پایگاه خبری ساینس دیلی، این سلول از نوع سلول‌های خورشیدی six-junction III-V  است. بدین معنی که از شش لایه فوتواکتیو مختلف ساخته شده که هریک از آن‌ها از جنس مواد موسوم به III-V هستند. این مواد با توجه به جایگاه آن‌ها در جدول تناوبی نام‌گذاری شده‌اند و هریک قادرند انرژی بخشی از طیف نور را جذب کنند. در مجموع تعداد لایه‌های سلول خورشیدی جدید به ۱۴۰ لایه می‌رسد که همه آن‌ها در فضایی با ضخامت کمتر از تار موی انسان تعبیه شده‌اند.
این سلول جدید در نوری با شدت ۱۴۳ برابر شدت نور خورشید توانسته رکورد کاریی را بشکند و به همین دلیل انتظار می‌رود در نور طبیعی کارآیی آن کاهش یابد. اما به گفته محققان می‌توان آن را به‌گونه‌ای ساخت که با استفاده از یک آینه، نور خورشید به صورت متمرکز روی سلول تابیده شود. محققان نمونه‌ای از این سلول را در نور طبیعی خورشید آزمایش کردند و توانستند به ۳۹.۲ درصد کارآیی دست یابند.
همزمان با این رکوردشکنی، محققان موسسه تحقیقاتی Helmholtz Zentrum Berlin واقع در آلمان نیز توانستند رکورد جدیدی را با سلول‌های خورشیدی موسوم به سلول Tandem به خود اختصاص دهند. این سلول جدید از دولایه فوتواکتیو متفاوت تشکیل شده‌ که یک لایه آن از جنس پروسکایت و دیگری از ترکیب مس، ایندیوم، گالیوم و سلنیوم تشکیل گردیده و توسط محققان با عنوان لایه CIGS ‌نام‌گذاری شده است.
لایه CIGS بین ۳ تا ۴ میکرومتر ضخامت دارد، نور مرئی را جذب می‌کند و در زیر قرار می‌گرد. لایه پروسکایت ۰.۵ میکرومتر ضخامت دارد، پرتوهای مادون قرمز را جذب می‌کند و روی لایه CIGS قرار می‌گیرد. در بین این دولایه نیز یک لایه از اتم‌های روبیدیوم قرار دارد تا اتصال دولایه به بهترین نحو برقرار شود. این رویکرد محققان، کارآیی سلول را به ۲۴.۱۶ درصد رسانده است با وجود این که باتری جدید CIGS-Pervskite درمقایسه با سلول‌های Silicon-Pervskite کارآیی بالایی ندارد، ‌ این باتری اولین نمونه در نوع خود محسوب می‌شود و کارآیی ۲۴.۱۶ درصدی برای آن نقطه شروع بسیار خوبی است.
گزارش کامل این تحقیقات در دو نشریه Nature Energy و Joule منتشر شده است.