إستخدام الأشجار في تصنيع الخلايا الشمسية

قام باحثون من معهد جورجيا للتكنولوجيا وجامعة بوردو بتطوير كفاءة الخلايا الشمسية باستخدام أسطح طبيعية تستخرج من الأشجار. بنفس القدر من الأهمية، من خلال تصنيع ألواح من بلورات السليلوز متناهية الصغر cellulose nanocrystal (CNC)، الشمسية يمكن إعادة تدويرها بسهولة في الماء في نهاية دورة حياتها. تم نشر هذه التكنولوجيا في (التقارير العلمية)، إحدى مجلات مجموعة Nature.

وقام باحثون خلايا الشمسية العضوية التي تصل إلى كفاءة تحويل الطاقة من 2.7 %، وهو رقم غير مسبوق للخلايا المشتقة من المواد الخام المتجددة. أسطح CNC شفافة ، مما تسمح للضوء بالمرور خلالها قبل أن يتم امتصاصها من قبل طبقة رقيقة جدا من أشباه الموصلات العضوية. خلال عملية إعادة التدوير، تغمر الخلايا الشمسية في الماء على درجة حرارة الغرفة، وفي غضون دقائق قليلة، تذوب أسطح CNC وتنفصل الخلايا الشمسية بسهولة إلى مكوناتها الرئيسية.

حتى الآن، يتم تصنيع الخلايا الشمسية العضوية عادة على طبقة من الزجاج أو البلاستيك، وبالتالى لا يمكن إعادة تدويرها بسهولة، وأسطحها مصنعة من مواد بترولية ليست صديقة للبيئة. على سبيل المثال، إذا كانت الخلايا مصنعة على طبقة من الزجاج وكسرت أثناء عملية التصنيع أو التركيب، فإن المواد عديمة الفائدة يكون من الصعب التخلص منها. الأسطح الورقية هي أفضل للبيئة، ولكن أداءها محدود بسبب خشونة السطح أو المسامية العالية. ومع ذلك، المواد متناهية الصغر المصنوعة من سليلوز الخشب تعتبر صديقة للبيئة، ومتجددة ومستدامة.

تخطط المجموعة على تحسين كفاءة تحويل الطاقة أكثر من 10 % ، لكى تصل إلى مستويات مثل الخلايا الشمسية المصنعة على أسطح الزجاج أو تعتمد على المواد البترولية، وقال Kippelen. وتخطط المجموعة لتحقيق تهت عن طريق تحسين الخصائص البصرية لأقطاب الخلايا الشمسية وطلاء الجدار بطبقة رقيقة لحماية الخلايا من الماء والأكسجين عندما تعمل في الجو المفتوح.