دانلود پاورپوینت بررسی کاربرد مواد نانو در افزایش راندمان سلول های خورشیدی

استفاده از مواد نانو در ساختار پنل‌های خورشیدی، تحولی بنیادین در بهره‌وری انرژی ایجاد کرده است. این مواد با ابعاد بسیار ریز خود، محدودیت‌های فیزیکی سلول‌های سیلیکونی سنتی را شکسته و مسیری نو برای دستیابی به انرژی ارزان و تجدیدپذیر گشوده‌اند.

در درک کلیات این موضوع، باید به این نکته توجه کرد که سلول‌های خورشیدی نسل اول و دوم به دلیل محدودیت در جذب طیف نوری و اتلاف انرژی به صورت گرما، بازدهی محدودی دارند. ورود نانومواد به این عرصه، از جمله استفاده از نانوذرات فلزی برای ایجاد پدیده رزونانس پلاسمون سطحی، باعث می‌شود که گیراندازی نور در لایه‌های نازک به شدت افزایش یابد. علاوه بر این، نانولوله‌های کربنی و گرافن به دلیل رسانایی الکتریکی فوق‌العاده بالا، به عنوان لایه‌های انتقال‌دهنده بار عمل کرده و نرخ بازترکیب الکترون-حفره را کاهش می‌دهند. این فرآیند مستقیماً منجر به افزایش جریان مدار کوتاه و در نهایت ارتقای چشمگیر راندمان تبدیل انرژی در سلول‌های خورشیدی نسل جدید (مانند سلول‌های حساس شده با رنگدانه و نانوساختاری) می‌گردد.

مقدمات علمی این حوزه نشان می‌دهد که نانوکریستال‌ها یا نقاط کوانتومی (Quantum Dots) پتانسیل عبور از حد تئوری «شاکلی-کوایزر» را دارند. نقاط کوانتومی به دلیل اثر محبوس‌شدگی کوانتومی، قابلیت تنظیم شکاف انرژی (Bandgap) را دارند؛ به این معنا که می‌توان با تغییر اندازه نانوذرات، سلول را برای جذب طول موج‌های مختلف نور خورشید، از فرابنفش تا مادون قرمز، بهینه‌سازی کرد. این ویژگی در کنار استفاده از نانوسیم‌ها که مسیرهای مستقیمی برای هدایت الکترون‌ها ایجاد می‌کنند، باعث شده تا هزینه‌های تولید به دلیل مصرف کمتر ماده اولیه کاهش یافته و در عین حال، پایداری حرارتی و شیمیایی سلول‌ها در شرایط محیطی دشوار بهبود یابد که این خود یکی از ارکان اصلی سئو محتوا در حوزه تکنولوژی‌های سبز است.