۰ نفر
۲۴ فروردین ۱۳۸۹ - ۱۱:۱۷

محققان موفق شده‌اند با استفاده از فناوری نانو و کنار هم چیدن 6 ضلعی‌های کربنی تک‌لایه در ساختاری سه‌بعدی، سلول‌های ارزان‌قیمتی تولید کنند که انرژی خورشیدی را در طیف وسیعی جذب می‌کنند.

محبوبه عمیدی: محدودیت منابع، افزایش جمعیت جهان و روند رو به رشد تولید گازهای گلخانه‌ای اهمیت استفاده از انرژی پاک را روز به‌روز بیشتر و بیشتر کرده است. یکی از این انرژی‌های پاک که در بسیاری از مناطق جهان در دسترس است، انرژی خورشیدی می‌باشد. اگر بتوان سلول‌های خورشیدی ارزان‌تری تولید کرد، سریع‌تر می‌توان استفاده از این انرژی را در صنعت و بخش خانگی و در سطحی گسترده آغاز کرد.

به گزارش فیوچریتی، در حال حاضر برای تولید سلول‌های خورشیدی از سیلیسیوم و روتنیوم استفاده می‌شود که هر یک معایبی دارند. سیلیسیوم گران‌قیمت است و با اینکه می‌شود از روتنیوم سلول‌های خورشیدی ارزان‌تری تولید کرد، اما این ماده به اندازه پلاتین روی زمین کمیاب است.

گرافینماده دیگری که می‌شود از آن برای تولید سلول‌های خورشیدی استفاده کرد، کربن است. ماده‌ای ارزان که در طبیعت به وفور یافت می‌شود و نسبت به دو ماده پیشین، خطر مسمومیت کمتری دارد. البته این کربن به شکل گرافین - فرم تک‌لایه کربن است- که ضخامتی به اندازه یک اتم دارد، نه گرافیتی که برای نوشتن از آن استفاده می‌کنیم. تنها اشکال اینجاست که ما به سلول‌های خورشیدی با سطحی وسیع نیاز داریم و گرافین در این حالت می‌تواند با تشکیل پیوندهای تازه به گرافیت تبدیل شود و هم‌زمان خاصیت جذب انرژی خورشیدی را از دست بدهد. 

توضیح عکس مقابل: بخش سیاه، گرافینی است که توسط ساختار سه‌بعدی هیدروکربنی- بخش آبی- احاطه شده و دانه‌های خاکستری هم اتم‌های کربنی هستند که میان دانه‌های هیدروکربن گرفتار شده‌اند و مانع از اتصال دو گروه اصلی گرافین به یکدیگر می‌شوند.

شیمی‌دانان روش شکستن گرافیت به صفحات تک‌لایه و پوشاندن هر صفحه با پوشش پلیمر را پیشنهاد کرده‌اند. روش موفقیت‌آمیزی است اما اندازه صفحات در آن متفاوت و گاهی بزرگ‌تر از آن است که بتوانند قابلیت جذب نور را حفظ کنند. 

محققان دانشگاه ایندیانا کمی ایده واحد‌های تفکیک‌کننده را تغییر داده‌اند و برای جدا نگه‌داشتن قطعات گرافین از حلقه‌های 6 ضلعی کربن استفاده کرده‌اند که به آنها سه گروه خطی مرکب از اتم‌های کربن و هیدروژن متصل شده است که می‌توانند تا 90 درجه دور این ساختار بچرخند. این ساختار سه‌بعدی نیمه‌سخت و نیمه‌انعطاف‌پذیر می‌تواند گروه‌هایی از 168 اتم کربن تک‌لایه را در عین حال که از یکدیگر جدا نگه می‌دارد به هم متصل کند.

این ساختار قابلیت حل‌شدن در حلال‌های آلی را دارد و علاوه بر این می‌تواند طیف وسیعی از نور مرئی تا نزدیک زیرقرمز را به خوبی جذب کند. قدم بعدی اتصال دی‌اکسید تیتانیوم به انتهای این صفحات برای بالا بردن بازده سلول‌های خورشیدی کربنی و در نهایت تبدیل انرژی جذب‌شده به انرژی الکتریکی است.

کد خبر 54533

برچسب‌ها

نظر شما

شما در حال پاسخ به نظر «» هستید.
4 + 4 =

نظرات

  • نظرات منتشر شده: 1
  • نظرات در صف انتشار: 0
  • نظرات غیرقابل انتشار: 0
  • manager IR ۰۸:۳۳ - ۱۳۹۰/۰۳/۱۹
    1 0
    از اطلاعات خوبی که در اختیارمون قرار دادید متشکریم