خلايا شمسية ثلاثية الأبعاد لصنع نظم كهروضوئية مخفية

يعمل فريق بمعهد جورجيا للتكنولوجيا المتقدمة على تطوير نوع جديد من الخلايا الشمسية ثلاثية الأبعاد، تستخدم أكسيد الزنك نانوستروستوريس لصنع الألياف البصرية ، مما يسمح بإخفاء النظم الكهروضوئية عن الأنظار.

و يمكن استخدام التكنولوجيا الجديدة من وضع المولدات الكهربائية الضوئية على جدران المنازل بشكل مخفي، بما يسمح للخلايا الشمسية ثلاثية الأبعاد من توليد الكهرباء.

و تمتاز الخلايا الجديدة برخص ثمنها ومرونتها وقوتها الميكانيكية ، ولكنها اقل كفاءة بالتحويل من خلايا السليكون ، و يمكن التغلب على نقطة الضعف باستخدام صفوف من البنية النانومترية لزيادة المساحة السطحية المتاحة لتحويل الضوء .

و تستخدم التقنية الجديدة نظام الألياف الضوئية ، عبر إزالة طبقة الكسوة و طلاء موصل يتم تطبيقها على سطح الألياف وطلاء أكسيد الزنك تزرع بمحاذاته أسلاك بجميع أنحاء الألياف ، تعمل على تحويل الضوء إلى الكهرباء. حيث تدخل أشعة الشمس الألياف البصرية وتمر في أسلاك ، حيث يتفاعل مع جزيئات صبغ لإنتاج التيار الكهربائي.

و وصلت كفاءة الخلايا التي يقوم على تجريبها فريق البحث من 3.3 بالمئة ، بحيث يسعى لرفعها حتى سبعة أو ثمانية بالمئة بعد تعديل السطح.

و يمكن عبر مضاعفة السطح مضاعفة كمية الطاقة المنتجة من أشعة الشمس القوية ، و توليد مستويات السلطة مقبولة في الظل الضعيف ، ويمكن زيادة كمية الضوء التي تدخل الألياف البصرية باستخدام عدسات لتركيز الضوء الوارد.

ويعتقد وانغ تشونغ لين قائد فريق البحث بإمكانية توفير التقنية الجديدة فرصة للمهندسين المعماريين والمصممين فرصة لدمج تطبيقات متعددة لتوفير خيارات جديدة لبعض النظم الكهربائية الضوئية ، و تمكن وانغ وفريقه البحثي من أنتاج مولدات كهرباء باستخدام ألياف ضوئية بطول 20 سم .