Φωτοβολταϊκά με κβαντικές κουκκίδες: νέα μέθοδος παραγωγής με ρεκόρ αποδοτικότητας από το MIT

0
8

Είναι εύκαμπτα, είναι φθηνά, καλύπτουν μεγάλες επιφάνειες, είναι ελαφριά. Παρόλα τα πολύ σήμαντικά τους πλεονεκτήματα, τα φωτοβολταϊκά με κβαντικές κουκκίδες είναι δύσκολο να κατασκευαστούν καθώς απαιτείτε αδρανής ατμόσφαιρα και υψηλές θερμοκρασίες.

Συν τοις άλλοις συχνά η ποιότητά τους επιδεινώνεται μετά από σύντομη έκθεση στον αέρα.

—Νέα μέθοδος με ρεκόρ αποδοτικότητας στο MIT

Ερευνητές του Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Μασσαχουσσέτης (MIT) ανέπτυξαν μια νέα μέθοδο για την κατασκευή φωτοβολταϊκών κυψελών από εξαιρετικά λεπτά στρώματα κβαντικών κουκκίδων, η οποία υπόσχεται να ξεπεράσει αυτά τα προβλήματα σε θερμοκρασία δωματίου.

Μάλιστα, με τη νέα μέθοδο βελτίωσαν το παγκόσμιο ρεκόρ αποδοτικότητας αυτής της τεχνολογίας στο 9%.

Η τελευταία έρευνα βασίζεται σε προηγούμενη εργασία του καθηγητή Χημείας στο εργαστήριο Lester Wolfe του MIT, Μούνγκι Μπαγουέντι πάνω στην παραγωγή κβαντικών κουκκίδων υπό τη μορφή λεπτών, ομοιόμορφων επικαλύψεων με σταθερές και ελεγχόμενες ιδιότητες.

Τα μικροσκοπικά σωματίδια που περιέχονται στη μεμβράνη μπορούν να εφαρμοστούν σε ένα μεγάλο εύρος υλικών και μεμονωμένα είναι πολύ αποδοτικά στην μετατροπή της ηλιακής ακτινοβολίας σε ηλεκτρισμό.

Σύμφωνα με τον Βλάντιμιρ Μπούλοβιτς, καθηγητή Αναδυόμενης Τεχνολογίας στη Σχολή Μηχανικής του MIT, η τοποθέτησή τους σε λεπτές επιστρώσεις “τους επιτρέπει να κάνουν αυτό που κάνουν κατά μόνας -να απορροφούν πολύ αποτελεσματικά την ηλιακή ακτινοβολία– αλλά και να δουλέψουν αποτελεσματικά για τη μεταφορά φορτίων.

Αποτέλεσμα αυτής της τοποθέτησης είναι τα φορτία να μεταφέρονται κατά μήκος της μεμβράνης για να συλλεχθούν στις άκρες όπου διοχετεύονται σε ένα κύκλωμα για τη δημιουργία ενός ηλεκτρικού ρεύματος.

Παρότι δεν είναι το ίδιο αποδοτικά με τις συμβατικές ηλιακές κυψέλες, με αποδοτικότητα μετατροπής της ηλιακής ακτινοβολίας σε ηλεκτρισμό της τάξης του 9%, αυτό που είναι αξιοσημείωτο είναι η αλματώδης εξέλιξη της τεχνολογίας των ηλιακών κβαντικών κουκκίδων σε πολύ μικρό χρονικό διάστημα.

“Το πυρίτιο χρειάστηκε έξι δεκαετίες για να φτάσει στα επίπεδα που είναι τώρα και δεν έχει ούτε καν αγγίξει τα θεωρητικά επίπεδα αποδοτικότητας” σημειώνει ο Μπούλοβιτς.

“Δεν μπορείς να περιμένεις ότι μια εντελώς καινούργια τεχνολογία μπορεί να ξεπεράσει μια καθιερωμένη σε μόλις τέσσερα χρόνια”.

Τα πεδία εφαρμογής εκτείνονται από τη συμβατική, ηλιακή ηλεκτροπαραγωγή σε στρατιωτικές εφαρμογές και στην κατασκευή προϊόντων αεροδιαστημικής.

Η μελέτη δημοσιεύεται στην επιθεώρηση Nature Materials.

Σχόλια