توسط : 
پژوهشگران موفق به توسعه فرایند نوین بافتدهی شیشه با ریزساختارهای لانهزنبوری شدهاند که میتواند پراکندگی نور را تا ۵۰ درصد افزایش دهد و عملکرد اپتیکی سلولهای خورشیدی سیلیکونی لایهنازک را بهبود بخشد. این فناوری بهویژه برای سلولهای چندپیوندی، سامانههای انعطافپذیر و کاربردهای خورشیدی کمتوان امیدوارکننده ارزیابی شده است.
این تیم تحقیقاتی کاربرد و ویژگیهای یک روش جدید بافتدهی شیشه با الگوی ششضلعی را در پیکربندی سوپراستریت برای ادوات خورشیدی سیلیکون لایهنازک بررسی کرده است. «گوویند پادماکومار»، نویسنده مسئول این پژوهش، اعلام کرد: «مطالعه ما نشان داد که با استفاده از بافتهای لانهزنبوری روی شیشه، پراکندگی نور حتی در طول موجهای نزدیک به فروسرخ نیز میتواند به حدود ۵۰ درصد برسد. این ساختارهای شیشهای با عملکرد بالا میتوانند برای سلولهای چندپیوندی لایهنازک بسیار سودمند باشند.»
به گفته وی، در ماژولهای تجاری با سوپراستریت شیشهای و معماری ادوات p-i-n، این بافتدهی جدید امکان ایجاد کانالهای پراش نور در حالت عبور را فراهم میکند؛ سازوکاری که موجب افزایش مسیر نوری مؤثر در لایه جاذب و در نتیجه بهبود جذب فوتون و ارتقای بازده اپتیکی سلول خورشیدی میشود.
پژوهشگران همچنین تأکید کردند که این فناوری در صورت استفاده همراه با فناوری سیلیکون نانوکریستالی هیدروژنه (nc-Si:H)، امکان رشد همشکل و بدون ترک بلورهای سیلیکونی روی بستر شیشهای را فراهم میکند. به گفته آنها، ایجاد حفرههای عمیقتر در ساختار ششضلعی موجب تقویت پراکندگی نور در زوایای گستردهتر شده و جذب نوری را بهشکل محسوسی افزایش میدهد.
نتایج آزمایشگاهی نشان داد استفاده از شیشه با بافت ششضلعی منجر به ساخت سلولی با بازده تبدیل فتوولتائیک ۹.۳ درصد و جریان اتصال کوتاه ۲۸.۶ میلیآمپر بر سانتیمتر مربع شده است.
پادماکومار در اینباره گفت: «این مقدار یکی از بالاترین جریانهای گزارششده برای یک سلول خورشیدی تکپیوند nc-Si:H در پیکربندی سوپراستریت و بدون استفاده از پوشش ضدبازتاب است.»
همچنین بهکارگیری این فناوری در یک سلول خورشیدی تاندِم سوپراستریت مبتنی بر سیلیکون آمورف/سیلیکون نانوکریستالی، بازدهی ۱۲.۳ درصدی را به همراه داشته است؛ رقمی که نشاندهنده پتانسیل بالای این رویکرد برای بهبود عملکرد ساختارهای چندپیوندی است.
به باور پژوهشگران، این فناوری میتواند در تولید سلولهای خورشیدی مورد استفاده در تجهیزات الکترونیکی مصرفی، حسگرهای خورشیدی و سامانههای کمتوان خارج از شبکه (off-grid) کاربرد داشته باشد. پادماکومار اظهار داشت: «نوآوری در کاربرد و نتایج علمی ارائهشده در این مطالعه میتواند در آینده تأثیر مثبتی بر پژوهشهای مرتبط با بهبود عملکرد سلولهای خورشیدی، بهویژه سلولهای چندپیوندی، داشته باشد.»
این گروه پژوهشی در حال حاضر با شرکت هلندی تولیدکننده ماژولهای انعطافپذیر Lift PV همکاری میکند تا کاربرد بافتهای ششضلعی را به زیرلایههای جایگزین و رویکردهای چندپیوندی گسترش دهد. هدف این همکاری، بهبود عملکرد فویلهای فلزی برای استفاده در ادوات تاندِم سیلیکونی و پروسکایتی انعطافپذیر است؛ حوزهای که بهدلیل وزن کم و قابلیت خمپذیری، برای کاربردهای نوین خورشیدی اهمیت فزایندهای دارد.
جزئیات آزمایش و کاربرد ریزساختارهای لانهزنبوری روی شیشه در مقالهای در مجله Solar Energy منتشر شده، ارائه شده است.
