Ηλιακές κυψέλλες από χαρτί: Το μέλλον των φωτοβολταϊκών;

Μια ομάδα Κινέζων και Αμερικανών ερευνητών ανέπτυξε ένα υψηλής απόδοσης, χάρτινο ηλιακό κύτταρο χρησιμοποιώντας φθηνές ίνες ξυλείας.

Tweet

Οι ερευνητές του Τεχνολογικού Πανεπιστημίου Νότιας Κίνας, σε συνεργασία με τους συναδέλφους τους στο Πανεπιστήμιο Nebraska-Lincoln, δημοσίευσαν μια ενδιαφέρουσα έκθεση στην οποία υποστηρίζουν ότι ένας καινούργιος τύπος χαρτιού θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί στην κατασκευή ηλιακών κυττάρων επόμενης γενιάς, με μάλιστα 96% διαφάνεια.

Η έκθεση της ομάδας, που δημοσιεύθηκε πρόσφατα στο Nano Letters, περιγράφει πώς το νέο χαρτί τους με βάση το ξύλο, ξεπερνά όλα τα άλλα υλικά,  όσον αφορά την οπτική διαφάνεια και την οπτική αχλή, παρέχοντας χαμηλού κόστους, υψηλής απόδοσης και φιλικών προς το περιβάλλον επιδόσεις, που θα μπορούσαν να φέρουν την επανάσταση στην βιομηχανία ηλιακών κυττάρων .

Σύμφωνα με την έκθεση, το χαρτί παράγεται από TEMPO οξειδωμένες ίνες ξύλου, που εξαλείφουν μικροπόρους και αντ αυτού παράγουν νανοπόρους, οι οποίοι επιτρέπουν υπερυψηλής αξίας διαφάνεια, της τάξης του 96%, και τιμές οπτικής αχλύος 60% - η υψηλότερη τιμή οπτικής αχλύος που έχει αναφερθεί, μεταξύ διαφανών υποστρωμάτων. Τυπικά, τα υλικά που διαθέτουν υψηλή οπτική διαφάνεια (επιτρέποντας την καλή μετάδοση του φωτός), πάνω από 90%, έχουν γενικά χαμηλές τιμές οπτικής αχλύος (η σκέδαση και, ως εκ τούτου, η απορρόφηση του μεταδιδόμενου φωτός εντός του υλικού),  μικρότερων από 20%.

Η διεργασία TEMPO αποδυναμώνει το δεσμό υδρογόνου μεταξύ των μικροϊνών που απαρτίζουν τις τυπικές ίνες ξύλου, προκαλώντας τες να πρηστούν και να καταρρεύσουν σε μια πολύ γεμάτη δομή που εξαλείφει τους μικροπόρους. Συνήθως, οι ίνες ξύλου στο κανονικό χαρτί έχουν χαμηλή οπτική διαφάνεια, επειδή οι ​​μικροκοιλότητες που υπάρχουν μέσα στην πορώδη δομή, προκαλούν ελαφριά σκέδαση φωτός. Αλλά με την αντικατάσταση των μικροπόρων από νανοπόρους, η οπτική διαφάνεια βελτιώνεται.

Για τη δοκιμή των ηλιακών κυττάρων, επεξεργασμένο χαρτί από ίνες ξύλου επικαλύφθηκε με πλάκες πυριτίου, με τα εργαστηριακά πειράματα να δείχνουν ότι η συγκομιδή φωτός βελτιώθηκε κατά 10%. Ως εκ τούτου, προ-υπάρχοντα και ήδη εγκατεστημένα ηλιακά κύτταρα θα μπορούσαν, επίσης, να επωφεληθούν από την τεχνολογία, χάρη σε μια απλή διαδικασία επίστρωσης.