تولید سلول خورشیدی از وِیفر سیلیکون

محققان ژاپنی روش تازه‌ای برای تولید سلول‌های خورشیدی در شرایط عادی فشار و دما ابداع کرده‌اند که ممکن است به تولید برق فتوولتائیک در مقیاس گسترده منجر شود.

چالش های موجود در زمینه تولید سلول های خورشیدی ممکن است تا حدی توضیح دهد که چرا منابع انرژی غیرتجدیدپذیر مانند زغال سنگ، نفت و گاز طبیعی، وسایل الکترونیک‌ نوری (optoelectronic) کنونی را تحت الشعاع خود قرار داده اند.

اکنون محققان در دانشگاه «کیوتو» یک راه احتمالا سازگارتر با محیط زیست با عملکرد ارتقایافته پیدا کرده و به این منظور از سلول‌های خورشیدی با پیوند ناهمگون (heterojunction) سیلیکونی PEDOT:PSS/silicon استفاده کرده‌اند. این نوع ترکیبی از مواد ارگانیک و غیرارگانیک ساخته شده است که به طور بالقوه می تواند نسبت به سلول های خورشیدی متعارف صرفا سیلیکونی فرایند تولید را تسهیل کند.

«کاتسوکای تانابی» مولف اصلی این گزارش تحقیق علمی می‌گوید: ما می‌خواستیم از تولید سلول های خورشیدی در خلاء و فرایندهای با دمای بالا خودداری کنیم چون این امر مستلزم تجهیزات بزرگ و گران‌قیمت و صرف زمان زیادی است. این تیم با پیش بینی چالش ها درصدد تولید سلول های خورشیدی از «ویفرهای» سیلیکونی تحت شرایط دما و فشار معمولی و فراگیر (ambient) برآمد. با این حال، تلاش های آنها پس از بهینه سازی شرایط پردازشی برای ویفرها نتایج ارزشمندی به جا گذاشت.

این ویفرهای صیقل داده شده در ابتدا به قطعات چهارگوش ۸ میلیمتری برش داده و با محلول PEDOT:PSS و الکترودهای نقره‌ای روکش شد. محققان می گویند: این رویکرد ما را قادر ساخت که به سرعت به تولید بهبودیافته‌ای با هزینه کمتر دست پیدا کنیم که بهره وری برق تولیدی آن نیز بالای ۱۰ درصد است.

محققان همکار تانابی می گویند که این فرایند تولیدی جدید و کارآمدتر ممکن است به پخش و انتشار در مقیاس بزرگ تولید برق فتوولتائیک منجر شود. این سیستم می تواند کاربرد گسترده تری در شرایط مختلف از جمله در آموزش یا در اقتصادهای در حال توسعه داشته باشد. تانابی گفت: در مرحله بعدی ما بر بهینه سازی ناخالصی‌ها و افزودنی‌ها در تولیدمان و نیز بر سایر نوآوری های ساختاری متمرکز خواهیم شد.