نقش گوجه فرنگی در افزایش کارایی پنل های خورشیدی

رمز من: تعدادی از محققان بتازگی اعلام نموده اند رنگدانه موجود در گوجه فرنگی(لیکوپن) ممکنست کلید افزایش کارایی پنل های خورشیدی باشد. لیکوپن هم دوام و هم کارایی پنل های خورشیدی پروسکایت را بیشتر می کند.

به گزارش رمز من به نقل از ایسنا و به نقل از آی ای، یکی از معایب اصلی انرژی خورشیدی در راندمان متفاوت پنل های خورشیدی نهفته است. اصطلاحات "بازده پنل خورشیدی" و "بازده سلول خورشیدی" به میزان نور خورشیدی که هر فناوری فتوولتائیک می تواند به انرژی قابل استفاده تبدیل کند، اشاره دارد.
بطور معمول، راندمان سلول های خورشیدی بسته به مکان، آب و هوا و سایر شرایط طبیعی و نوع سیستم انرژی خورشیدی مورد استفاده از ۱۵ تا ۲۲ درصد متغیر است. هر چند در چند سال اخیر، پیشرفت های لازم در فناوری فتوولتائیک به افزایش رقم آن کمک کرده است.
در سال ۲۰۲۲، یکی از باورنکردنی ترین اکتشافات دراین زمینه به تیمی از پژوهشگران چینی مربوط می شود که بتازگی دریافته اند لیکوپن(رنگدانه ای که گوجه فرنگی را قرمز می کند) می تواند کارایی سلول های خورشیدی مبتنی بر پروسکایت(Perovskite solar cell) را از ۲۰.۵۷ درصد به ۲۳.۶۲ درصد افزایش دهد.
لیکوپن یک آنتی اکسیدان است که گوجه فرنگی را قرمز می کند اما از پوست آن در مقابل اشعه فرابنفش نیز محافظت می کند. زمانی که لیکوپن روی پنل های خورشیدی پروسکایت اعمال می شود، می تواند آنها را از تخریب ناشی از اشعه فرا بنفش محافظت کند و دوام آنها را افزایش دهد. این رنگدانه همین طور جریان الکتریکی را در صفحات خورشیدی پروسکایت بهبود می بخشد.

پنل های خورشیدی امروزی چقدر کارآمد هستند؟

تعدادی از انواع پنل های خورشیدی عملکرد بهتری نسبت به سایرین دارند. هم اکنون، بیشتر پنل های خورشیدی تجاری(حدود ۹۰ درصد) مبتنی بر سیلیکون هستند، برای اینکه گزینه ای نسبتاً مقرون به صرفه هستند چونکه تا ۲۵ سال عمر می کنند و نیازی به نگهداری زیادی ندارند. اما آنها به ندرت از نرخ راندمان ۲۰-۲۵ درصد فراتر می روند. انواع مختلفی از پنل های خورشیدی مبتنی بر سیلیکون وجود دارد:
پنل های خورشیدی سیلیکونی آمورف(Amorphous silicon solar panels): این پنل ها یکی از ارزان ترین جایگزین های موجود در بازار به شمار می روند. این نوع پنل خورشیدی حاوی لایه های نازکی از شکل غیرکریستالی سیلیکون به نام سیلیکون آمورف(a-Si) است که به عنوان یک ماده نیمه رسانا عمل می کند. بازده این سلول خورشیدی تقریباً شش تا ۱۳ درصد است.
پنل های خورشیدی سیلیکونی پلی کریستالی(Polycrystalline silicon solar panels): این پنل های خورشیدی حاوی قطعاتی از خلوص بالا و شکل پلی کریستالی از سیلیکون هستند که با هم ذوب شده و به برش های نازکی تبدیل گشته اند که سلول های خورشیدی را می سازند. این پنل های خورشیدی مبتنی بر سیلیکون دارای کریستال های زیادی هستند که حرکت الکترون ها را در آنها مشکل تر می کند. بنابراین، نرخ بازده این نوع پنل خورشیدی بطور معمول حدود ۱۳ تا ۱۶ درصد است.
پنل های خورشیدی سیلیکونی تک کریستالی(Monocrystalline silicon solar panels): این پنل های خورشیدی از سیلیکون تک کریستال خالص در ویفرها تشکیل شده و رنگ سیاه تیره و بازدهی تقریباً ۱۷ تا ۲۴ درصد دارند. با این وجود، ساخت آنها می تواند پیچیده و گران باشد.
در الکترونیک، ویفر(wafer) که گاهی برش یا زیرلایه نیز نامیده می شود، یک برش نازک از یک نیم رسانا مانند سیلیکون بلورین است که در ساخت تراشه های الکترونیکی و در فتوولتائیک برای ساخت سلول های خورشیدی کاربرد دارد.
سپس، پنل های خورشیدی پروسکایت را داریم که از ترکیبات ساختاری پروسکایت به عنوان لایه جذب کننده نور تولید شده اند. اینها ترکیباتی برمبنای ساختار کریستالی تیتانات کلسیم هستند که امکان جاسازی کاتیون های مختلف(یون های با بار مثبت) را فراهم می آورد.
پنل های خورشیدی پروسکایت تولید شده با پروسکایت هالید سرب نسبت به پنل های خورشیدی مبتنی بر سیلیکون کم هزینه و کارآمدتر هستند(نرخ بازدهی آنها حدود ۲۵ درصد است). با این وجود، آنها به آسانی توسط رطوبت، گرما، نور و عوامل دیگر تخریب می شوند.
این پنل های خورشیدی به سبب عمر کوتاه شان هم اکنون در بازار قابل رقابت نیستند. با این وجود، سایر خاصیت های آنها امیدوارکننده است و دانشمندان از جستجوی راه های جدید برای افزایش پایداری، دوام و کارایی این پنل ها دست برنداشته اند. اینجاست که لیکوپن، "رنگدانه گوجه فرنگی" وارد عمل می شود.

چگونه کارایی پنل خورشیدی را بهبود بخشیم؟
پودر لیکوپن

1401/09/10

13:17:23

5.0 / 5

461

تگهای خبر: الكترونیك , انرژی , تولید , دانشمند

اگر مطلب را پسندیدید لایک کنید

(1)

(0)

تازه ترین مطالب مرتبط

نظرات بینندگان در مورد این مطلب

نظر شما در مورد این مطلب

نام:

ایمیل:

نظر:

سوال:

= ۲ بعلاوه ۱