"ננו חרוטים" ישפרו את נצילות התאים הסולאריים

"קוצים" תלת מימדיים ננסיים על פני התא הסולארי יגבירו את נצילותו בכ-80 אחוז

תשאלו כל מדען, או סתם חובב טכנולוגיות באשר הוא, ונראה שכולם יסכימו שהאנרגיה הסולארית היא העתיד. המומחים בתחום חולמים על עתיד שבו התאים הסולאריים לא יטעינו רק את הגאדג'טים שלכם, אלא יספקו את כל האנרגיה הדרושה גם למכוניות שלכם, לבתים שלכם – ולכל דבר בעצם, כאשר טכנולוגיות נלוות דוגמת הטעינה האלחוטית מציפות את הראש בתמונות של עולם עתידני "נקי" בו לא יהיו שקעים, לא נצטרך לדאוג לאורך חיי הסוללה של הסמארטפון או המחשב הנייד ועוד.

בחזרה להווה, נראה שכל הטכנולוגיות הללו עדיין נמצאות בחיתוליהן והדרך לאוטופיה העתידנית עוד ארוכה – ובדיוק בגלל זה כדאי להודות לחוקרים מ"המעבדה הלאומית באוק רידג'" (Oak Ridge National Laboratory, תיאלצו לסלוח לי על התרגום הצולע לעברית), שמצאו דרך להגדיל את הצילות התאים הסולאריים בלא פחות מ-80 אחוז.

הדבר הצבעוני והקוצני הזה עשוי ליצור מהפכה של ממש בתחום האנרגיה הסולארית

צוות של חוקרים ב-ORNL שבטנסי, שבראשו עמד Jun Xu (אני לא אנסה אפילו לתרגם את שמו לעברית, ברשותכם), מצא שפלטפורמת תא סולארי המבוססת על "ננו חרוטים" (nanocones) מגדילה את יחס ההמרה של אור לאנרגיה בצורה משמעותית, בכך שהיא משפרת את המעבר של נושאי מטען הנוצרים מחלקיקי האור.
המבנה החדש מכיל "ננו חרוטים" שהם מוליך למחצה מסוג n, אשר מוקפים במוליך למחצה מסוג p אשר משמש כקולט הפוטונים העיקרי במערכת. החרוטים עשויים מתחמוצת אבץ (zinc oxide) ומשמשים כמוליך עבור האלקטרונים, ואילו המוליך למחצה מסוג p משמש כמוליך עבור החורים – כאשר המבנה הייחודי מציע יחס המרה של 3.2 אחוז מאור לאנרגיה, לעומת יחס המרה של 1.8 אחוז בלבד לתאים במבנה מישורי מחומרים דומים.
לא ברור מה מפתיע יותר בכל הסיפור – השיפור הדרמטי שמציעים ה"ננו חרוטים", או שמא אחוז הנצילות העצוב שבו פועלים התאים הסולאריים של ימינו.

Xu מוסיף ומספר שאת החרוטים ניתן ליצור בשיטות לא יקרות ופשוטות יחסית, שלא רק משפרות את נצילות התאים הסולאריים, אלא גם משפרות את ההולכה והתנועה של החלקיקים בצורה שתאפשר שימוש בחומרים מוליכים למחצה בעלי "דפקטים" (במבנה האטומי שלהם) שיהיו זולים יותר לייצור – ויוזילו את המחיר הכללי של התאים הסולאריים. מי אמר שאי אפשר לקבל את הטוב מכל העולמות?

המחקר בנושא נבחר בידי אגודת מהנדסי החשמל והאלקטרוניקה הבינלאומית (IEEE – Institute of Electrical and Electronics Engineers) ויפורסם בכתב העת שלהם, ולנו נותר רק לקוות שמדובר רק בצעד הראשון בדרכה של האנרגיה הסולארית לשנות את העולם שלנו בכלל, ואת עולם הטכנולוגיה בפרט.