پنل‌های خورشیدی جایگزین پنجره می‌شوند

به گزارش می متالز به‌ نقل از اکو فارس، سلول‌های خورشیدی طی یک دهه گذشته از تجهیزات عجیب و گران‌قیمتی که برای ماهوراه‌ها و دیگر کاربردهای پیچیده به‌کار برده می‌شد به ایستگاه‌ها و مزارع تولید برق برای مصارف روزمره تغییر کرده است. با وجود این، یکی از حوزه‌هایی که سلول‌های خورشیدی نتوانسته است‌ پتانسیل خود را به‌طور کامل در آن به‌کار گیرد، تأمین برق و انرژی سازمان‌های اداری است. دلیل اصلی مشکل این است که تاکنون هیچ‌کس پاسخ مناسبی به این پرسش نداده: این سلول‌ها کجا باید نصب شوند؟ سلول‌های نصب‌شده روی بام‌ها تنها می‌تواند برق و انرژی خانه‌های یک تا دوطبقه‌ای را تأمین کند. می‌توان آنها را روی دیوار ساختمان نصب کرد، اما از طرف دیگر قوانین ضدحریق تأکید زیادی بر نسبت بین پنجره با دیوار دارد.

هفته‌نامه اکونومیست در شماره اخیر خود نوشت تنها گزینه موجود این است که به جای پنجره‌، سلول‌های خورشیدی نصب کرد. متأسفانه سلول‌های خورشیدی موجود در بازار تقریباً تیره‌رنگ و کاملاً غیرشفاف هستند. اما «سئو کوانگ‌یونگ» از انستیتوی ملی علوم و فناوری کره‌جنوبی راه‌حلی برای این مشکل پیدا کرده است. او به‌همراه گروه همکارانش در هفته جاری با انتشار مقاله‌ای در مجله «ژول» از اختراع سلول‌های خورشیدی‌ای خبر داد که مانند شیشه‌های دودی شفاف هستند.

روش دکتر سئو بسیار ساده‌ است و آن ایجاد سوراخ (یا به بیان دقیق‌تر تراش‌هایی) روی سلول است تا نور آفتاب از آنها عبور کند. با این حال، پیدا کردن اندازه و شکل مناسب سوراخ‌ها کار دشواری برای گروه او بود.

سلول‌های خورشیدی تجاری از لایه‌های سیلیکونی ساخته می‌شوند. دکتر سئو و همکارانش روی صفحاتی با ضخامت 200 میکرون کار خود را انجام دادند؛ این مقدار برابر اندازه ضخامت صفحات خورشیدی موجود در بازار است. آنها سوراخ‌هایی به قطر 90 تا 100 میکرون ایجاد کردند. این قطر محاسبه‌شده کمترین مقدار لازم برای عبور شار نور قابل مشاهده از صفحه است بدون اینکه هیچ‌گونه تغییری در تصاویر مشاهده شده به وجود آورد.

به رغم تمام دقت‌ها، اولین تلاش این گروه با مشکلاتی از قبیل تغییر رنگ و ایجاد اعوجاج در تصاویر رو‌به‌رو بود. اما چنانچه بعدها مشخص شد، این تغییرات نتیجه فضاهای تصادفی و چیدمان سوراخ‌ها بود نه قطر آنها. سپس گروه دکتر سئو، با تنظیم فواصل سوراخ‌ها و طراحی الگویی منظم‌تر مشکل شفافیت و صافی تصاویر مشاهده شده روی صفحه را رفع کرد. سپس هنگامی که این ویفر سیلیکونی به‌عنوان سلول خورشیدی سیم‌کشی و آماده شد توانست جریان الکتریکی تولید کند.

به طور مشخص، شفافیت هرچه بیشتر سلول به معنای کاهش مقدار الکتریسیته تولیدشده است. تیم پژوهشی با تنظیم فاصله میان سوراخ‌ها، صفحاتی با میزان نوردهی 20 الی 50 درصدی تولید کرد. شیشه‌های رنگ و روکش‌شده با مصارف تجاری عموماً نوردهی 30 تا 70 درصدی خواهند داشت.

سیم‌کشی ویفرهای سیلیکونی با نوردهی 20 درصد دستگاهی با بهره‌وری 12.2 درصد تولید کرد. این مقدار با 20 درصد بهترین سلول‌های موجود در بازار برابری می‌کند، اما قابل چشم‌پوشی نیست. بنابراین اگرچه نوردهی 20 درصدی برای اینکه به شیشه دیوار یک دفتر اداری تبدیل شود خیلی تاریک است، اما آنچه دکتر سئو و همکارانش طراحی کرده‌اند نمونه اولیه چیزی است که بسیاری از مؤلفه‌های لازم برای بازاری شدن را دارد. به طور مشخص هزینه این صفحات از شیشه‌ پنجره گران‌تر است. اما، برخلاف شیشه پنجره، هزینه خود را از جریان الکتریسته رایگانی که تولید می‌کند جبران خواهد کرد.