חוקרים באוניברסיטת סטאנפורד פיתחו תא סולארי נסיוני הבנוי כולו מפחמן. לא רק שהפיתוח נותן חלופה מבטיחה לחומרים היקרים ומתייקרים המשמשים כיום את תעשיית האנרגיה הסולארית, אלא שאב הטיפוס עשוי מחומרי פחמן בתמיסה הניתנת להתזה על פני משטחים שונים, מה שמקצץ עלויות ייצור ופותח אפשרויות לציפוי בניינים ומכוניות בתאים סולאריים גמישים
מייקל וודגואריצ'יאן, אחד מכותבי המחקר, מספר שלמרות שקבוצות מחקר אחרות טענו בעבר שהצליחו לפתח תאים סולאריים הבנויים לחלוטין מפחמן, החלק העשוי כולו מפחמן היה מוגבל לשכבה הפעילה האמצעית. לשם השוואה, כל התא הסולארי שפותח בסטאנפורד, כולל האלקטרודות, עשוי מחומרי פחמן.
במקום חומרים מוליכים יקרים, כגון כסף, או תחמוצת אינדיום-בדיל בהם משתמשים עבור האלקטרודות בתאים סולאריים טיפוסיים, החוקרים בסטאנפורד בראשות פרופסור שנאן פאו, השתמשו בגראפין ונאנו-צינוריות פחמן עם מחיצה יחידה, חומרים שהראו מוליכות חשמלית מרשימה כמו גם יכולת בליעת אור.
בדומה לפיתוח "תא סולארי הבנוי כולו מפחמן" ב-MIT, גם הפיתוח של סטאנפורד משתמש בנאנו-צינוריות פחמן ו"כדוריות" (מולקולות דמויות-כדורגל המכילות אטומי פחמן בקצותיהן).
אב הטיפוס של MIT משיג רק 0.1 אחוזי יעילות, ואב הטיפוס של סטאנפורד משיג פחות מאחוז יחיד של יעילות, מספרים שנמוכים בהרבה מהיעילות המושגת עם תאים סולאריים סטנדרטיים המבוססים על סיליקון. עם זאת, פאו אומרת: "בעזרת חומרים טובים יותר, ושיטות ייצור משופרות, אנו מצפים שהיעילות תעלה ותשתפר בצורה דיי דרמטית"
הבעיה העיקרית בה נתקלים גם בסטאנפורד וגם ב-MIT, היא שתאים מבוססי פחמן סופגים אור בעיקר באיזור הקרוב לאינפרא אדום של קשת הצבעים. בכדי לנסות ולשפר יעילות, הצוות של סטאנפורד עורך ניסויים עם נאנו חומרי פחמן שיכולים לקלוט אור בטווח רחב יותר של תדרים, כולל קשת הצבעים הנראים לעין.
כמו כן, הם גם בודקים דרכים להחלקת משטחי התא הסולארי היות ו"משטחים בעלי טקסטורה גסה עלולים לקצר את המכשיר ולהקשות על איסוף האנרגיה", כך פרופסור פאו. "אנו מנסים להבין כיצד ניתן להחליק כל שכבה הרבה יותר על ידי הערמת הנאנו-חומרים בצורה מסודרת ויעילה".
למרות בעיות היעילות בהשוואה לתאים מסורתיים, ישנם תנאים מסוימים בהם תאים סולאריים מבוססי פחמן עוברים בביצועיהם תאים מסורתיים מבוססי סיליקון. חומרים מבוססי פחמן נשארים יציבים באוויר בטמפרטורות של קרוב ל-593 מעלות (צלזיוס) וכך הם יכולים להמשיך לעבוד בתנאים קשים במיוחד.
"אנו מאמינים כי לתאים סולאריים מבוססי פחמן יהיה שימוש בתנאי אקלים קשים וסביבות קיצוניות כמו חום גבוה, או בתנאים פיסיים קיצוניים", טוען וודגואריצ'יאן. "אך אנו שואפים כמובן ליעילות הטובה ביותר אליה אפשר להגיע, ועובדים על דרכים לשיפור הפיתוח שלנו"
זוהי רק ידיעה אחת מיני רבות השוטפות את הרשת בזמן האחרון. כמו למשל שבירת שיא היעילות עם תאים סולאריים משופרים שאיפשרה יעילות אנרגטית של כ-34 אחוזים! (שבירת שיא "שליש השמש") על ידי חברת אמוניקס, או פרוייקט בהונגריה עם בית מורכב מפלטות מוכנות, שהצליח להגיע לייצור של פי שתיים (!) מכמות החשמל הנדרשת לתפעולו. ואלו הן רק שתיים ממספר גדול של ידיעות!
האם אנחנו מתקרבים לתור הזהב של אנרגיה סולארית יעילה וחופשית? או שזה רק נראה כסיר הזהב בקצה הקשת בענן? ספרו לנו מה דעתכם בתגובות!