به گزارش چاینا دیلی، سلول‌های خورشیدی پشت سر هم ترکیبی از یک لایه بالایی پروسکایت – ماده‌ای پیشرفته با قابلیت تبدیل مؤثر نور خورشید به انرژی الکتریکی – و لایه پایینی از سلنید گالیوم ایندیوم مس هستند. این ترکیب، فناوری را به گزینه‌ای ایده‌آل برای استفاده در سیستم‌های فتوولتائیک سبک، انعطاف‌پذیر و پرکاربرد تبدیل می‌کند.
سلنید گالیوم ایندیوم مس به‌دلیل ویژگی‌هایی چون شکاف باند قابل تنظیم، جذب قوی نور، حساسیت به دمای پایین و پایداری عملیاتی بالا، به‌عنوان گزینه‌ای مناسب برای لایه زیرین سلول‌های خورشیدی نسل آینده شناخته می‌شود. با این حال، یکی از چالش‌های اصلی، ناهمواری سطح سلنید گالیوم ایندیوم مس است که ساخت لایه‌های پروسکایت با کیفیت بالا را با دشواری مواجه می‌سازد و مانع بهره‌برداری تجاری از این فناوری نوظهور می‌شود.
در همین راستا، تیمی از محققان مؤسسه فناوری و مهندسی مواد نینگبو، وابسته به آکادمی علوم چین، یک روش نوآورانه با عنوان “استراتژی ضد‌حلال” را برای رفع این مشکل ارائه کردند. این روش باعث بهبود شکل‌گیری و چسبندگی لایه پروسکایت بر روی سطح ناهموار سلنید گالیوم ایندیوم مس می‌شود.
با بهره‌گیری از این روش، پژوهشگران موفق به ساخت سلول خورشیدی پشت سر هم یکپارچه و انعطاف‌پذیر پروسکایت و سلنید گالیوم ایندیوم مس با ابعاد ۱.۰۹ سانتی‌متر مربع شدند. این سلول توانست به بازدهی چشمگیر ۲۴.۶ درصد دست یابد (با بازدهی گواهی‌شده ۲۳.۸ درصد) که یکی از بالاترین مقادیر گزارش‌شده برای سلول‌های خورشیدی لایه نازک و انعطاف‌پذیر محسوب می‌شود.
علاوه بر کارایی، پایداری مکانیکی این فناوری نیز قابل توجه است. پس از انجام آزمایش‌هایی شامل ۳۲۰ ساعت عملکرد مداوم و ۳۰۰۰ چرخه خمش در شعاعی برابر با یک سانتی‌متر، این سلول بیش از ۹۰ درصد از بازده اولیه خود را حفظ کرد.
این دستاورد مهم در مقاله‌ای که به‌تازگی در مجله نیچر انرژی منتشر شده، معرفی شده است.
این یافته‌ها گامی مهم در مسیر توسعه نسل آینده فناوری‌های خورشیدی به‌شمار می‌رود و می‌تواند چشم‌اندازهای جدیدی برای کاربردهای پرتابل، انعطاف‌پذیر و پایدار در صنعت انرژی پاک ایجاد کند. ”
سلول‌های خورشیدی انعطاف‌پذیر با قابلیت‌های بالای بازدهی و دوام، نه‌تنها آینده صنعت انرژی را متحول می‌کنند، بلکه راهکارهایی نوآورانه برای حل چالش‌های موجود در حوزه سلامت و تولید غذا ارائه می‌دهند.
در حوزه پزشکی، این فناوری می‌تواند نقش مهمی در تأمین انرژی تجهیزات پزشکی پوشیدنی و قابل حمل ایفا کند. دستگاه‌هایی مانند مانیتور ضربان قلب، حسگرهای قند خون و ابزارهای تشخیص از راه دور، می‌توانند با استفاده از سلول‌های خورشیدی سبک و انعطاف‌پذیر، بدون نیاز به باتری‌های سنتی و با آزادی بیشتر برای بیماران عمل کنند. علاوه بر این، در شرایط بحرانی یا مناطق فاقد زیرساخت، این سلول‌ها می‌توانند منبع انرژی مطمئنی برای وسایل حیاتی مانند یخچال‌های نگهداری واکسن، دستگاه‌های اکسیژن‌ساز و تجهیزات امدادی فراهم کنند. حتی در آینده، امکان استفاده از این سلول‌های کوچک و پیشرفته در ایمپلنت‌های زیستی و ابزارهای داخل‌بدنی هوشمند نیز وجود دارد، که به صورت خودکار از نور محیط انرژی می‌گیرند و عملکردهای درمانی یا نظارتی خود را انجام می‌دهند.
در حوزه کشاورزی نیز سلول‌های خورشیدی انعطاف‌پذیر می‌توانند تحولی بزرگ ایجاد کنند. یکی از کاربردهای مهم، تأمین انرژی برای حسگرهای هوشمند کشاورزی است؛ تجهیزاتی که پارامترهایی مانند رطوبت خاک، دما و سطح نور را پایش می‌کنند. همچنین این سلول‌ها می‌توانند به‌صورت نیمه‌شفاف روی سقف گلخانه‌ها نصب شوند و ضمن تأمین انرژی، عبور نور لازم برای فتوسنتز را نیز ممکن سازند. از سوی دیگر، کشاورزان می‌توانند با بهره‌گیری از این فناوری، ماشین‌آلات سبک، روبات‌های برداشت‌گر و سیستم‌های آبیاری هوشمند را در مناطق فاقد برق مرکزی به کار بگیرند و بهره‌وری کار خود را افزایش دهند.
در مجموع، فناوری سلول‌های خورشیدی انعطاف‌پذیر صرفاً یک پیشرفت در حوزه انرژی نیست، بلکه بستری برای توسعه کاربردهای نوین در پزشکی دیجیتال و کشاورزی هوشمند فراهم می‌آورد. استفاده از این فناوری در ابزارهای کم‌مصرف، سبک و قابل‌حمل می‌تواند به بهبود کیفیت زندگی، کاهش هزینه‌ها و افزایش بهره‌وری در حوزه‌های حیاتی زندگی بشر منجر شود.
منبع: chinadaily
