ساخت پیل خورشیدی چوبی در آینده

نتایج نشان داد این پیل 10درصد کارایی بالاتری نسبت به پیل‌های رایج دارد. از آنجایی که ورق‌های کاغذی، بسیار ارزان قیمت بوده و نسبت به مواد پلاستیکی زیست‌سازگار هستند بنابراین مزیت زیادی نسبت به پیل‌های خورشیدی معمولی دارند. چالش موجود در مسیر ساخت این پیل‌ها آن است که پیل خورشیدی باید به قدری شفاف باشد که نور بتواند از آن عبور کند و از سوی دیگر باید به قدری ضخیم باشد که پرتوهای خورشید پراش یافته و جذب شوند.  یک گروه تحقیقاتی از دانشگاه مریلند و دانشگاه صنعتی چین جنوبی موفق به ارائه ساختاری از چوب شدند که شفافیت 96 درصدی داشته، در حالی که درجه مات بودن آن 60 درصد است. این رقم بالاترین درصد مات بودن است که تاکنون گزارش شده‌ است.

دلیل عملکرد بالای این پیل خورشیدی آن است که در آن به جای میکروحفره، از نانوحفره استفاده شده‌است. کاغذهای معمولی به دلیل وجود میکروحفره، دارای شفافیت نوری اندکی هستند در واقع میکروحفره‌ها موجب پراش نور شده در نتیجه شفافیت را به شدت کاهش می‌دهند. اما در این پژوهش جدید، میکروحفره‌ها حذف شده در نتیجه شفافیت نوری افزایش یافته است. برای حذف میکروساختارها محققان از TEMP استفاده کردند؛ این ماده موجب تضعیف پیوندهای هیدروژنی میان میکروالیاف می‌شود. میکروالیاف جدا شده دوباره به یکدیگر متصل شده و به‌صورت فشرده با ساختاری متراکم در می‌آیند که این کار منجر به تشکیل نانوحفره‌ها می‌شود.

لیانگ‌بینگ هو استادیار رشته مهندسی مواد دانشگاه مریلند می‌گوید: ورق‌ها از مواد روبانی شکل ساخته شده‌اند که بدون تشکیل میکروحفره کنار هم قرار می‌گیرند، فاصله این الیاف به قدری است که نانوحفره‌هایی تشکیل می‌شوند.

محققان برای آزمایش این ساختار چوبی در پیل خورشیدی، سطح الیاف چوبی را با مواد سیلیکونی پوشش دادند. نتایج نشان داد که سیستم جدید می‌تواند نور را با کارایی 10درصد بیشتر جذب کند. هر چند این ورق از چوب ساخته شده اما از شفافیت بالایی برخوردار است به‌طوری که انرژی کمتری هدر می‌رود.

نشریه پنجره ایرانیان، سال هفتم، شماره 78-79، اردیبهشت ماه 1393