«Αραχνοΰφαντα», εύκαμπτα φωτοβολταϊκά από πυρίτιο

Επιστήμονες  αναπτύσσουν εξαιρετικά λεπτά και εύκαμπτα φωτοβολταϊκά κύτταρα εκμεταλλευόμενοι τις δυνατότητες της νανοτεχνολογίας. Απώτερος σκοπός τους είναι η διεύρυνση των εφαρμογών εκμετάλλευσης της ηλιακής ενέργειας.

Το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών των ΗΠΑ (National Science Foundation) αποφάσισε πρόσφατα να προσφέρει επιχορήγηση 390.000 δολαρίων στους ερευνητές Anton Malko (Άντον Μάλκο), Yuri Gartstein (Γιούρι Γκάρτσταϊν), του τμήματος Φυσικής, και Yves Chabal (Υβ Σαμπάλ) του τμήματος Επιστήμης και Τεχνολογίας Υλικών του Πανεπιστημίου του Ντάλας στο Τέξας των ΗΠΑ, προκειμένου να συνεχίσουν περαιτέρω την έρευνά τους σχετικά με τη δυνατότητα παραγωγής «υπέρ λεπτών» φωτοβολταϊκών συστημάτων.

“Τα συμβατικά φωτοβολταϊκά στοιχεία πυριτίου που κυκλοφορούν στο εμπόριο κατασκευάζονται από πυρίτιο πάχους τουλάχιστον διακοσίων μικρομέτρων.” δήλωσε ο Malko. “Στόχος μας είναι η μείωση του πάχους 100 φορές, στο ένα περίπου μικρόν, με διατήρηση όμως της απόδοσης στα ίδια επίπεδα”.

Θυμίζουμε στο σημείο αυτό ότι το μικρόμετρο είναι μονάδα μήκους ίση με το εκατομμυριοστό του μέτρου. Λέγεται και μικρόν (micron). Διεθνή σύμβολά του είναι τα μm και μ. Για σύγκριση, η διάμετρος μιας ανθρώπινης τρίχας είναι περίπου 100 μικρόν.

Τα φωτοβολταϊκά κύτταρα πάχους ενός μικρομέτρου θα μεταμόρφωναν τις εφαρμογές χάρη στην ευκαμψία και το μικρό τους βάρος.

“Τα φωτοβολταϊκά στοιχεία πάχους 100 μικρομέτρων είναι άκαμπτα και εύθραυστα. Μειώνοντας δραστικά το πάχος, τα φωτοβολταϊκά στοιχεία δεν θα ήταν μόνο ελαφρύτερα αλλά και εύκαμπτα. Υπάρχει μια μεγάλη αγορά για ειδικές εφαρμογές με εύκαμπτα φωτοβολταϊκά, από είδη ρουχισμού και σακίδια έως περιστάσεις όπου απαιτούνται φορητές πηγές ενέργειας”, συνέχισε ο Malko.

Η προσέγγιση του πανεπιστημίου του Ντάλας περιλαμβάνει τη χρήση κρυσταλλικών νανοσωματιδίων (που ονομάζονται κβαντικές κουκκίδες) που απορροφούν καλύτερα την ηλιακή ενέργεια για την κατασκευή φωτοβολταϊκών στοιχείων. Η ενέργεια που απορροφάται στη συνέχεια μεταφέρεται στο πυρίτιο και μετατρέπεται σε ένα ηλεκτρικό σήμα.

Οι ερευνητές κατασκευάζουν το πειραματικά φωτοβολταϊκά τους συστήματα σε στρώσεις, ξεκινώντας από ένα υπερλεπτό στρώμα πυριτίου, μια νανομεμβράνη με πάχος περίπου ένα δέκατο του micron. Πάνω από αυτή τη νανομεμβάνη τοποθετούνται προστίθενται στρώματα με κβαντικές κουκκίδες σε ειδική διάταξη.

Πηγή: www.utdallas.edu

-------

• Νέα φωτοβολταϊκά αξιοποιούν και την υπέρυθρη ακτινοβολία