همشهری آنلاین - یکتا فراهانی: در جهانی که علم همواره به دنبال نظم و دقت بیشتر در مواد و فرآیندهاست، کشفی تازه از دانشگاه کمبریج قواعد بازی را بهکلی تغییر داده است. تصور کنید مادهای که با سادهترین روشها و بدون نیاز به اتاق تمیز یا تجهیزات گرانقیمت ساخته شده، کاراییای بالاتر از نمونههای ساختارمند و دقیق داشته باشد. بله، درست خواندید! پرونسکایتها، موادی که این روزها بهعنوان گزینهای درخشان برای سلولهای خورشیدی و نمایشگرهای آینده مطرحاند، در شرایطی بهتر عمل میکنند که از نظر شیمیایی کمتر منظم باشند.
آینده سلولهای خورشیدی
این یافته، نهتنها هزینه تولید این فناوری را بهشدت کاهش میدهد، بلکه راه را برای انقلاب در حوزه انرژی پاک هموارتر میسازد. حالا وقت آن رسیده است که از دریچهای تازه، به آینده سلولهای خورشیدی نگاه کنیم؛ آیندهای درخشانتر، ارزانتر و بهمراتب شگفتانگیزتر.
آشفته؛ اما کارآمد!
دانشمندان دانشگاه کمبریج در پژوهشی مشترک به رهبری دکتر فلیکس دشلر و دکتر سم استرنکس، دریافتند هرچه مواد پرونسکایتی کمتر منظم باشند، بازدهی آنها در سلولهای خورشیدی و دیودهای نورده (LED) بیشتر خواهد بود. این یافته شگفتانگیز برخلاف انتظار و مفروضات پیشین در حوزه نیمهرساناهاست، جایی که همواره نظم شیمیایی و ساختاری، کلید بازدهی بالاتر دانسته میشد.
بیشتر بخوانید :
آشنایی با صفحات خورشیدی
اختراع دانشمند ایرانی برای کاهش مصرف برق
پایان انحصار پنلهای خورشیدی؟
در حال حاضر، پنلهای خورشیدی عمدتاً با سیلیکون بلوری تولید میشوند. بااینحال، فرایند تولید آنها بسیار پیچیده، گرانقیمت و وابسته به اتاقهای تمیز است. اما پرونسکایتها، با ترکیباتی از نمکهای سرب، بسیار ارزانتر و قابل تهیه با جوهرهای مایع هستند که میتوان آنها را چاپ کرده و بهراحتی به فیلمی نازک تبدیل کرد.
فرآیند ساخت آسان و بینظم
دکتر ساشا فلدمن از پژوهشگران پروژه، میگوید: زیبایی این کشف در آن است که فرآیند ساخت آسان و بینظم، نهتنها مشکلی ایجاد نمیکند، بلکه عملکرد مواد را بهبود میبخشد. این مواد میتوانند تنها در لایههایی هزار برابر نازکتر از موی انسان، عملکردی همتراز با سیلیکونهای امروزی داشته باشند.
نمایشگرهایی که رنگ عوض میکنند
از دیگر ویژگیهای منحصربهفرد پرونسکایتها، امکان تغییر ویژگیهای نوری و ساختاری آنهاست. با تغییر ترکیبات اولیه، میتوان رنگهای مختلف یا جذب بهتر نور را بهدست آورد. این قابلیت راه را برای نمایشگرهای منعطف، شفاف و سبک هموار میکند.
دامهای انرژی یکی از شگفتیهای این پژوهش، آن است که برخلاف سیلیکون، پرونسکایتها در حالت بینظم عملکرد بهتری دارند. این امر دانشمندان را شگفتزده کرد. آنها دریافتند که ناهمگونی در ساختار مواد باعث ایجاد "دامهای انرژی" میشود که الکترونهای تحریکشده را در خود نگه میدارند و این انرژی را بهتر برای تولید برق یا نور آزاد میکنند.
چاپ جوهرافشان به جای اتاق تمیز!
بسیاری از شرکتها بهدنبال یافتن روشهایی برای ساخت فیلمهای یکنواخت پرونسکایتی بودند. اما یافتههای جدید نشان میدهد حتی چاپ ساده با پرینترهای جوهرافشان، نتیجهای بهتر از روشهای دقیق و گرانقیمت خواهد داشت. این یعنی انقلابی در هزینه و پیچیدگی تولید این فناوری.
آیندهای روشنتر از سیلیکون
دکتر استرنکس میگوید: «اگر بتوانیم میزان بینظمی را بهدرستی کنترل کنیم، نهتنها میتوانیم عملکرد سلولها را بهبود ببخشیم، بلکه با ترکیب لایههایی با رنگهای مختلف، از سیلیکون هم فراتر خواهیم رفت و نور بیشتری را از خورشید جذب خواهیم کرد.»
مبارزه با رطوبت؛ چالش بعدی
یکی از چالشهای پرونسکایتها، حساسیت آنها به رطوبت است. پژوهشگران هماکنون در حال یافتن راهکارهایی برای افزایش پایداری این مواد هستند تا بتوانند روی پشتبامها و در شرایط مختلف محیطی عملکرد قابلقبولی داشته باشند.
فناوری فردا با روشهای ساده امروز
کشف جدید دانشگاه کمبریج، نهتنها دیدگاه ما را نسبت به نظم و بینظمی در مواد دگرگون میکند، بلکه نویدبخش آیندهای است که در آن انرژی خورشیدی ارزانتر، کارآمدتر و دردسترستر خواهد بود. اگر صنعت بتواند از این یافتهها بهره بگیرد، انقلابی در تولید سلولهای خورشیدی و نمایشگرهای نسل بعدی در پیش است؛ آیندهای که با بینظمی، نظم نوینی در فناوری خواهد ساخت.
نظر شما