افزایش کارایی سلول‌های خورشیدی پیروزی آشکار برای انرژی سبز است که به معنای تولید الکتریسیته بیشتر از همان تعداد صفحات خورشیدی و همان مقدار نور خورشید است. دانشمندان برای رویارویی با این چالش، سخت تلاش می‌کنند.

گروهی از محققان دانشگاه علم و فناوری ملک عبدالله در عربستان سعودی به یک رکورد جدید در کارایی سلول‌های خورشیدی چند پیوندی دست یافته اند. سلول خورشیدی چند پیوندی سلولی است که دو ماده مختلف را با هم ترکیب می‌کند.

چندین ماده می‌توانند در صفحات خورشیدی خورشیدی کار کنند که هر کدام خواص و ویژگی‌های خاص خود را دارند. این مواد از نظر کارایی، هزینه و استفاده از آن‌ها در ساخت آسان صفحات خورشیدی متفاوت هستند.

ثبت رکورد جدید بازدهی سلول خورشیدی چند پیوندی 

در این مورد، محققان مواد سیلیکونی کریستالی را که فراوان‌تر و ارزان ترند، با مواد پروسکایت کارآمدتر که قابلیت اطمینان کمتری دارند، ترکیب کردند تا به رکورد بازدهی ۳۳.۲ درصدی دست یابند که نسبت به رکورد قبلی ۳۲.۵ درصدی برای این نوع خاص سلول خورشیدی بالاتر است.

این مقدار ممکن است نسبتا اندک باشد، اما هنگامی که میلیون‌ها صفحه خورشیدی و سال‌ها تابش خورشید لحاظ شود، این مقدار اندک نیست. البته، این ماده برای استفاده تجاری آماده نیست.

کارایی بازده تبدیل توان (PCE) است که کارایی ۱۰۰ درصد به معنی تبدیل تمام نور خورشید موجود به الکتریسیته است و چیزی هدر نمی‌رود. این رکورد توسط موسسه آزمایشی خورشیدی اروپا (ESTI) تأیید شد.

استفان دی ولف دانشمند علوم مواد این دانشگاه می‌گوید: رکورد جدید بالاترین بازده تبدیل توان در سلول‌های خورشیدی دو اتصالی در زیر نور غیر متمرکز است که نوید تندم‌های پروسکایت/سیلیکون برای ارائه ماژول‌های فتوولتائیک با عملکرد فوق‌العاده بالا را تایید می‌کند که برای دستیابی سریع به اهداف انرژی‌های تجدیدپذیر در راستای مبارزه با تغییرات اقلیمی ضروری است.

این سلول چند پیوندی جدید تا حدودی به علت اینکه ماده پروسکایت نور آبی را به بهترین شکل جذب می‌کند، در سطح رکورد جدیدی کار می‌کند، در حالی که ماده سیلیکونی پایین نور قرمز را به بهترین شکل جذب می‌کند. این پوشش طیفی به این معنی است که می‌توان مقدار بیشتری از نور خورشید را جذب و تبدیل کرد.

این محققان جزییات بیشتری از نحوه دستیابی به این رکورد ارائه نکرده است و هنوز هیچ مقاله بررسی شده‌ای در مورد این فناوری وجود ندارد. این تیم به کار خود برای بهبود طول عمر سلول و اندازه آن ادامه می‌دهد.

رکورد‌های بازده متفاوتی برای انواع مختلف سلول‌های خورشیدی بدست آمده است. به عنوان مثال، دانشمندان با یک سلول شش لایه به جای دو لایه، به بازده چشمگیر ۴۷.۱ درصدی دست یافتند، اگرچه نور خورشید برای رسیدن به آن سطح، باید متمرکز شود.

البته مواد بیشتر به معنای پیچیدگی بیشتر برای تولیدکنندگان است. با این حال، این پیشرفت در مسیر درستی قرار دارد و امید است انرژی خورشیدی نقشی فزاینده در تولید انرژی سبز ایفا کند.