ساخت سلول های خورشیدی 24 ساعته
یکی از روشهای تولید انرژی الکتریکی استفاده از سلول‌های خورشیدی یا به صورت پایه، با استفاده از فوتودیودهاست. عمده مشکل این قطعات عدم تولید برق در شب و تاریکی محیط است؛ مشکلی که به نظر با راهکار جدید دانشمندان مرتفع شده است.
«بازتاب»یکی از بهترین روشهای تولید انرژی الکتریکی استفاده از خورشید و اصل تبدیل نور به الکتریسیته در قطعاتی موسوم به فوتودیودهاست. این قطعات با تابش انرژی الکتریکی، زمینه حرکت الکترونها را فراهم میکنند که به معنای تولید برق است.
در دنیای امروز ما این قطعات در داخل سلولها یا پنلهای خورشیدی مورد استفاده قرار میگیرند ولی همانطور که عنوان شد، تنها باید طی مدت زمان مشخصی در طول روز از آنها برای تولید برق استفاده کرد. علت این امر خروج از آستانه عملکردی، با کاهش نور محیط و شب هنگام است.
اما به تازگی محققان دانشگاه استنفورد به روشی جدید دست پیدا کردهاند که با استفاده از آنها میتوان انرژی الکتریکی را حتی در هنگام شب نیز با سلول‌های خورشیدی تولید کرد. این فناوری جدید به صورت پایه مانند یک پنل خورشیدی کلاسیک عمل می‌کند و نور خورشید را در طول روز به برق تبدیل می‌کند. بر اساس مقاله منتشر شده در Applied Physics Letters، در شب، یک ژنراتور ترموالکتریک تعبیه شده (TEG) «الکتریسیته را از اختلاف دمای بین سلول PV و محیط اطراف تولید خواهد کرد» که در این حالت به دستگاه اجازه میدهد در 24 ساعت شبانه روز برق تولید کنند.
در این تکنیک، هنگام روز، گرمای محیط از طریق یک قطعه گرماگیر (هیت سینک) جذب شده و پس از آن، هنگامی که این انرژی به طور طبیعی به فضا بازتاب می‌شود، مقداری از آن می‌تواند توسط TEG و یک ماده منحصربه‌فرد که می‌تواند طول موج‌های حرارتی را جذب کند، دریافت گردد.
البته باید گفت که این فناوری چندان جدید نیست و پیش از این در دستگاههایی موسوم به پنلهای ضد خورشیدی به کار گرفته شده بود. با این حال، مقدار انرژی جمع‌آوری‌شده در شب به‌طور قابل‌توجهی بیشتر از ایدههای قبلی است که این فناوری را یک قدم به مفید بودن و قابل استفاده بودن در دنیای واقعی نزدیک‌تر می‌کند.
با این حال، چالش‌های زیادی در این زمینه باقی مانده است. در وهله اول، توان تولید شده در شب تنها 50 میلی‌وات بر متر مربع در مقایسه با 1000 وات بر متر مربع برای یک پنل خورشیدی استاندارد است (توجه داشته باشید که فناوری جدید از میلی‌وات به وات رسیده است). ثانیاً، گرمای دریافت شده توسط هیت سینکها نسبتاً سریع‌تر خنک می شود که به تولیدکننده اجازه استفاده از قطعات ارزانتر و کاهش قیمت نهایی تولید را میدهد.
در نهایت باید گفت که با توجه به ابعاد و نوع فناوری، احتمال در آینده نه چندان دور بتوان از این راهکار برای تولید صفحات خورشیدی بدون نیاز به کار در روز، استفاده کرد. البته شاید تا بیش از 10 سال زمان برای رسیدن به محصول تجاری نیاز باشد ولی توسعه فناوریهایی از این نوع موجب امیدواری بیشتری جهت حصول انرژی تجدیدپذیر از منابع پاک خواهد بود.