פאנלים סולאריים קלים פי 100 מפותחים לחלל 

מדענים מאוניברסיטת פנסילבניה יוצרים תאים סולאריים מחומר לא טיפוסי - דיכאלקוגנידים דו-מימדיים של מתכות מעבר (DPM). לחומרים אלו יש יעילות נמוכה יחסית של המרת אור לחשמל, אך הם קלים פי מאה מלוחות צילום מודרניים מסיליקון. עבור שטח, משקל נמוך הוא יתרון מכריע. אבל יש עדיין עבודה לעשות על לוחות עם DPM.

עובי סרט ה-DPM הוא לא יותר מכמה אטומים. זהו מספר סדרי גודל דק יותר משכבת ​​הסיליקון או הגליום ארסניד בלוחות צילום מודרניים. זה יאפשר להפוך את התאים הסולאריים של DPM לקלים פי מאה או יותר. כדי להרחיב את הנוכחות האנושית בחלל - במסלול, על הירחים וכוכבי לכת אחרים - משקל המטען המועבר מכדור הארץ יהיה קריטי. הזמן יגיע, ויהיה צורך לנטוש את הסיליקון באנרגיית החלל. ואז, בטוחים החוקרים, יגיע תור הזהב של לוחות צילום אור העשויים מדיכלקוגנידים של מתכות מעבר.

עם זאת, לחומרי DPM יש חסרון משמעותי. כל דגימות הפוטו-סל שנוצרו עד היום על בסיסן הוכיחו יעילות של לא יותר מ-5%. מבחינת משקל הוא עדיין עדיף על סיליקון, אבל במקרה האידיאלי יש להגביר את היעילות של החומר המבטיח, דבר שניתן לעשות למשל על ידי ייעול מבנה הפוטו-תא. זה בדיוק מה שעשו מדענים מאוניברסיטת פנסילבניה והשיגו הצלחה ניכרת - הם הציעו מבנה של תא DPM ביעילות של 12%.

יובהר כי היעילות המוצהרת הושגה בדגם הדיגיטלי של תא הפוטו. החוקרים החליטו להתחיל לא בניסויים, אלא במודלים, שזה הגיוני מסוים - זה יותר זול ומהיר ככה. אבל על בסיס המודל הדיגיטלי והשיטות המפותחות, מומחים בטוחים שהם או עמיתיהם יוכלו להציג דגימות פיזיקליות של תאים סולאריים מדיכלקוגנידים של מתכות מעבר ביעילות של לפחות 10% בארבע עד חמש השנים הקרובות. .

סוד הפיתוח, עליו סיפרו המדענים בגיליון האחרון של מגזין Device, טמון במבנה הרב-שכבתי של האלמנט (סרט על סרט, כאשר השתקפויות חוזרות מרובות של פוטונים מתחילות לפעול), כמו גם בתכנון האלקטרודות, מה שמאפשר לשלוט ביעילות באקסיטונים - המרכיבים הפעילים העיקריים של מבני DPM דו מימדיים. אבל כל זה עדיין על הנייר. אנחנו מחכים ליישום מעשי.

קרא גם:

• מדענים טוענים שהם היו הראשונים שהעבירו אנרגיית שמש מהחלל לכדור הארץ
• מספר תושבי כדור הארץ במסלול הגיע לשיא