ساخت پنل خورشیدی با دو لایه مختلف برای جذب نور

محققان با استفاده از نقاط کوانتومی موفق به طراحی و ساخت پنل خورشیدی دو طرفه شدند که می‌تواند انرژی خورشید از دو سو گرفته و به الکتریسیته تبدیل کند. از آنجایی که در این پنل‌های خورشیدی از دو لایه مختلف حاوی نقاط کوانتومی استفاده شده، قادراند به‌گونه‌ای طراحی و تنظیم شوند که طیف‌های مختلف نور خورشید را جذب کنند.

ویکتور کلیموف می‌گوید: «از آنجایی که این فناوری عملکرد بالایی دارد، می‌تواند راهکار ارزان‌قیمتی برای ساخت پنل‌های خورشیدی باشد و در نهایت امکان تولید الکتریسیته از نور خورشید با هزینه کم فراهم شود. این راهبرد مکمل فناوری فتوولتائیک موجود بوده که به طراحان ساختمان اجازه می‌دهد تا این فناوری را به پنل‌های خورشیدی موجود در بازار اضافه کرده تا از آن به‌عنوان پنجره‌های نیمه شفاف استفاده کرد.»

نقطه‌ی کلیدی در این فناوری، امکان جدا کردن طیف نور خورشید است که به کاربر اجازه می‌دهد تا فوتون‌های کم انرژی و پرانرژی را از هم جدا کند. فوتون‌های پرانرژی می‌توانند فتوولتاژ بالاتری ایجاد کنند که توان کل خروجی سیستم را بهبود می‌دهد. این راهبرد جریان تولید شده را نیز افزایش می‌دهد. دلیل این امر وجود نقاط کوانتومی در لایه‌ی فوقانی است که جذب مضاعفی را سبب می‌شود.

محققان آزمایشگاه لوس‌آلموس نقاط کوانتومی را به‌عنوان ناخالصی به ساختار پنل اضافه کردند تا جذب نور را با کارایی بالا انجام دهند. بخشی از طیف نور توسط پنل و بخشی نیز توسط نقاط کوانتومی جذب می‌شود. با این کار مقدار بیشتری از نور خورشید برای تولید الکتریسیته جذب می‌شود.

در این پروژه محققان نقاط کوانتومی تقویت شده با منگنز را روی سطح پنل خورشیدی شیشه‌ای قرار دادند و یک لایه از نقاط کوانتومی سلنید ایندیم مس را نیز روی آن پوشش دادند. لایه بالایی بخشی آبی و فرابنفش نور خورشیدی را جذب می‌کند و لایه زیرین نیز باقی طیف خورشید را به خود جذب می‌کند.