انرژی ارزان‌تر و پایدارتر در راه است!

محققان مؤسسه فناوری جورجیا به پیشرفت مهمی در تولید سلول‌های خورشیدی دست یافته‌اند که می‌تواند روش تأمین انرژی منازل را متحول کند و هزینه‌ها را کاهش دهد.

افزایش سهم انرژی خورشیدی در آمریکا

انرژی خورشیدی با سرعت زیادی در ایالات متحده در حال رشد است. در سال ۲۰۱۰، تنها ۰.۱ درصد از برق تولیدی این کشور از طریق انرژی خورشیدی تأمین می‌شد، اما این رقم تا سال ۲۰۲۴ به بیش از ۶ درصد افزایش یافته است. بر اساس پیش‌بینی‌ها، تا سال ۲۰۲۹ انرژی خورشیدی به بزرگ‌ترین منبع تجدیدپذیر در ایالات متحده تبدیل خواهد شد.

چالش‌های استفاده از سیلیکون در پنل‌های خورشیدی

بیشتر پنل‌های خورشیدی تجاری از سیلیکون ساخته می‌شوند. اما فرآیند تولید این پنل‌ها به انرژی زیادی نیاز دارد و تولید آنها در داخل ایالات متحده با دشواری‌هایی همراه است. برای رشد بیشتر صنعت انرژی خورشیدی در آمریکا، لازم است که ماده‌ای ارزان‌تر و در دسترس‌تر جایگزین سیلیکون شود.

استفاده از کریستال‌های پروسکایت

آزمایشگاه «خوان پابلو کورئا-بائنا» در مؤسسه فناوری جورجیا، تحقیقاتی در زمینه جایگزینی سیلیکون با کریستال‌های پروسکایت انجام داده است. این محققان دریافتند که پروسکایت می‌تواند جایگزینی کارآمد و مؤثر برای سیلیکون باشد.

مشکلات اولیه پروسکایت و راه‌حل جدید

هرچند که سلول‌های خورشیدی پروسکایتی در ابتدا امیدبخش به نظر می‌رسیدند، اما یکی از مشکلات اساسی آنها، طول عمر کوتاه‌تر در مقایسه با سلول‌های خورشیدی سیلیکونی بود. به‌طور خاص، این سلول‌ها تقریباً ۲۰ برابر سریع‌تر از سلول‌های سیلیکونی دچار تخریب می‌شوند. در حالی که پنل‌های خورشیدی سیلیکونی تا ۲۰ سال عمر می‌کنند، نمونه‌های پروسکایتی تنها حدود یک سال دوام دارند. علاوه بر این، پروسکایت به گرما حساس است و در روز‌های گرم تابستان که تولید انرژی خورشیدی به حداکثر می‌رسد، عملکرد مطلوبی ندارد.

توسعه فناوری جدید برای افزایش پایداری پروسکایت

آزمایشگاه کورئا-بائنا با استفاده از روش «نفوذ بخار فاز» (Vapor-Phase Infiltration) موفق به تولید سلول‌های خورشیدی پروسکایتی پایدارتر شده است. این فناوری در حال حاضر در مرحله ثبت اختراع قرار دارد.

بر اساس توضیحات وب‌سایت Tech Xplore، این روش شامل «قرار دادن پروسکایت در معرض گاز تیتانیوم تحت شرایط خلأ ضعیف است که باعث نفوذ تیتانیوم به لایه بالایی سلول خورشیدی می‌شود.» این فرآیند می‌تواند نقطه عطفی در صنعت انرژی خورشیدی باشد، زیرا افزایش طول عمر سلول‌های پروسکایتی امکان تولید پنل‌های خورشیدی را در داخل ایالات متحده بدون نیاز به سیلیکون فراهم می‌کند.

آینده‌ای روشن برای انرژی خورشیدی

این پیشرفت علمی می‌تواند انرژی خورشیدی را برای طیف وسیع‌تری از مردم در دسترس قرار دهد. به‌عنوان مثال، کاهش هزینه‌ها باعث می‌شود که نصب پنل‌های خورشیدی بر روی پشت‌بام منازل مقرون‌به‌صرفه‌تر شود. افرادی که علاقه‌مند به استفاده از انرژی خورشیدی هستند، می‌توانند از طریق پلتفرم‌هایی مانند EnergySage اطلاعات بیشتری در این زمینه کسب کنند.

استفاده از انرژی خورشیدی و سایر منابع تجدیدپذیر نقش مهمی در کاهش وابستگی به سوخت‌های فسیلی مانند زغال‌سنگ و گاز دارد، که عامل اصلی آلودگی هوا و تغییرات اقلیمی محسوب می‌شوند.

پیش‌بینی‌های جهانی درباره آینده انرژی خورشیدی

در گزارش سال ۲۰۲۱ سازمان اطلاعات انرژی ایالات متحده (EIA)، پیش‌بینی شده است که انرژی خورشیدی به پیشتاز تولید برق در سطح جهان تبدیل خواهد شد.

فناوری‌های جدیدی که در آزمایشگاه کورئا-بائنا توسعه یافته‌اند، نقش مهمی در بهره‌برداری از انرژی فراوان و تجدیدپذیر خورشید ایفا خواهند کرد. این پیشرفت‌ها برای کاهش اثرات تغییرات اقلیمی و حفاظت از سیاره زمین ضروری هستند.

انتهای پیام/