محققان دانشگاه کالیفرنیا موفق به ساخت پیل خورشیدی شفاف جدیدی شده‌اند که یک پیشرفت به سمت ساخت پنجره‌هایی برای خانه‌ها و دیگر ساختمان‌ها است که برق تولید می‌کنند، در حالی که هنوز امکان دیدن بیرون را فراهم می‌کنند. این گروه تحقیقاتی با کمک نانومواد، نوع جدیدی پیل خورشیدی پلیمری (PSC) ساخته‌ است که انرژی را بوسیله جذب عمدتا نور مادون قرمز و نه نور مرئی تولید می‌کند و این محدودیت جذب، این پیل‌ها را برای چشم انسان تقریبا 70 درصد شفاف می‌کند. این محققان افزاره مذکور را از یک پلاستیک فوتوولتائیک که نور مادون قرمز را به جریان الکتریکی تبدیل می‌کند، ساختند. یانگ یانگ، رهبر این گروه تحقیقاتی می‌گوید: این نتایج برای پیل‌های خورشیدی پلیمری به‌عنوان اجزای افزودنی در الکترونیک قابل حمل، پنجره‌های هوشمند، فوتوولتائیک یکپارچه ساختمان و در دیگر کاربردها توان بالقوه‌ای ایجاد می‌کند.

وی با بیان این که علاقه گسترده جهانی در خصوص پیل‌های خورشیدی پلیمری وجود دارد، می‌افزاید: پیل‌های خورشیدی پلیمری ما از مواد شبه پلاستیک ساخته شده‌اند و سبک و انعطاف‌پذیرند. مهمتر اینکه می‌توان آنها را در حجم بالا و با هزینه کم ساخت. یانگ اظهار می‌کند: قبلا تلاش‌های بسیاری برای ساخت افزاره از مواد فوتوولتائیک شفاف برای نور مرئی، انجام شده است. با این حال، به دلیل اینکه در طراحی و ساخت افزاره از مواد فوتوولتائیک شفاف و مناسب و رساناهای شفاف کارآمد استفاده نمی‌شد، این تلاش‌ها اغلب منجر به راندمان کم افزاره و یا شفافیت نور مرئی کم شده‌اند.

اکنون گروهی از محققان دانشگاه کالیفرنیا با کمک روش‌های مبتنی بر محلول، پیل‌های خورشیدی پلیمری شفاف بسیار کارآمدی ساخته‌اند که در آنها از پلیمر حساس به نور مادون‌ قرمز نزدیک استفاده شده و الکترودهای شفاف بالایی آنها از فیلم‌های کامپوزیتی نانوسیم نقره‌ای ساخته شده‌اند. این پلیمر فوتوولتائیک مادون‌ قرمز نزدیک، نور مادون‌ قرمز نزدیک بیشتری جذب می‌کند، اما به نور مرئی کمتر حساس است؛ بنابراین تعادلی بین عملکرد پیل‌خورشیدی و شفافیت در ناحیه طول موج مرئی ایجاد می‌کند. تحول دیگر، رسانای شفاف ساخته شده از مخلوطی از نانوسیم‌های نقره‌ای و نانوذرات دی‌اکسید تیتانیوم است که می‌توان آن را جایگزین الکترود فلزی مات استفاده شده در افزاره‌های قبلی کرد. این الکترود کامپوزیتی همچنین این امکان را فراهم می‌کند که این پیل‌های خورشیدی را بتوان با فرآوری محلول کم‌ هزینه ساخت. با این ترکیب می‌توان به راندمان تبدیل توان چهار درصد برای پیل‌های خورشیدی پلیمری شفاف رسید. این محققان، جزئیات نتایج کار تحقیقاتی خود را در مجله‌ی «ACS Nano» منتشر کرده‌اند.

ماهنامه پنجره ایرانیان – شماره62-