فکر کن بتونی با یه حرکت ساده، کاری کنی که هر تیکه نور خورشید، دوبرابرِ معمول برق تولید کنه! دقیقاً همین کاریه که دانشمندای دانشگاه UNSW سیدنی کردن و می‌خوان حسابی دنیای انرژی خورشیدی رو دگرگون کنن.
تا الان پنل‌های خورشیدی که داریم، بیشترشون از سیلیکون ساخته شدن. سیلیکون هم خوبه و نسبتاً ارزون در میاد، اما یه سقف لعنتی داره! یعنی نهایتش می‌تونه حدود ۲۷٪ نور خورشید رو تبدیل به برق کنه و تئوریش میشه ۲۹.۴٪—باقیش کلاً هدر میره و تبدیل به گرما میشه (که واقعاً حرص درمیاره!).
اما یه ترفند جدید به اسم Singlet fission به کارشون اومده. خب، حالا این singlet fission چیه؟ بذار راحت بگم: معمولاً فقط یه فوتون (ذره نوری) که به پنل می‌خوره برق می‌سازه، اما با این روش میشه یه فوتون رو به دو بسته انرژی تقسیم کرد، یعنی عملاً خروجی پنل رو دوبرابر. یه جورایی فوتوها رو “ضربدر دو” می‌کنی!
دکتر Ben Carwithen از تیم تحقیقاتی می‌گه: «خیلی از انرژی نور خورشید ته پنل خورشیدی به باد میره و فقط تبدیل به گرما میشه. ما داریم راه‌هایی پیدا می‌کنیم که حتی این گرما رو هم به برق تبدیل کنیم!»
قبلاً این حقه رو با ماده‌ای به اسم tetracene امتحان کرده بودن (یه جور ماده آلی خاص)، ولی هر وقت اومدن تستش کنن بیرون آزمایشگاه، خراب شد چون توی هوا و رطوبت استقامت نداره! اما حالا دانشمندای UNSW یه ترکیب جدید به اسم DPND (یا همون dipyrrolonaphthyridinedione — اسمش پیچیده‌ست، ولی خلاصه بگم یه ماده شیمیایی آلیه که خودش رو قهرمان داستان کرد) پیدا کردن که همون کار رو می‌کنه، ولی بیرون آزمایشگاهم سرحال می‌مونه.
بنابراین الان می‌تونن یه لایه فوق‌العاده نازک از این ماده‌ی جدید رو به پنل معمولی سیلیکونی بچسبونن و معجزه اتفاق بیفته. یه چیزی مثل این‌که یه لایه نازک روش رنگ بزنی!
پروفسور Tim Schmidt که بیشتر از ۱۰ سال رو این داستان وقت گذاشته، می‌گه تازه تونستن با کمک میدان مغناطیسی (magnetic fields یعنی همون چیزی که دور آهن‌رباها هست و می‌تونه رفتار ذرات کوچیک مثل مولکول‌ها رو کنترل کنه)، بفهمن دقیقاً چه بلایی سر فوتون‌ها میاد تو ماجرای singlet fission. با این کشف، حالا می‌تونن ماده‌ها و طراحی لایه‌ها رو بهتر کنن تا انرژی بیشتری نصیبمون شه.
یه نکته جالب دیگه اینه که نور آبی (همون قسمتی از نور خورشید که انرژی بیشتری داره) معمولاً کلی از انرژیش تو پنل ساده هدر میشه و گرما درست می‌کنه. ولی با حقه singlet fission، حتی اون انرژی اضافی هم میره تو برق تولیدی و چیزی هدر نمی‌ره.
تا اینجای کار، نتایج خیلی امیدوارکننده بوده. دکتر Carwithen می‌گه راه زیاد مونده، ولی این اولین بار بود که نشون دادن این روش واقعاً می‌تونه رو پنل سیلیکونی واقعی جواب بده—not فقط تو آزمایشگاه و شرایط ایده‌آل!
حالا اگه همه چی درست پیش بره و پروژه به تولید انبوه برسه، ممکنه راندمان پنل‌ها از همون ۲۷ درصد فعلی برسه به یک رکورد عجیب و غریب ۴۵ درصد! یعنی عملاً نصف بیشتر نور خورشید بشه برق. تازه حتی اگه فقط ۳۰ درصد رو هم بزنن، خودش برده بزرگیه.
کلِ این تلاش‌ها زیر نظر برنامه Ultra Low Cost Solar است که به هدف رسوندن راندمان بالای ۳۰ درصد و هزینه پنل کمتر از ۳۰ سنت به ازای هر وات تا سال ۲۰۳۰ برنامه‌ریزی شده. حتی هفت تا از غول‌های صنعت پنل خورشیدی دارن لحظه‌شماری می‌کنن ببینن این تیم موفق میشه یا نه.
دکتر Carwithen می‌گه: «شریکی برای تجاری‌سازی داریم که فقط منتظرشن ببینن آزمایش جواب میده یا نه.» خودش می‌گه ممکنه یه هفته دیگه جهش عجیب رخ بده، ولی واقع‌بینانه‌تر اینه که پنج سال طول بکشه تا پنل‌های مجهز به این فناوری بیان تو بازار.
در نهایت، حاصل این کار توی مجله علمی ACS Energy Letters چاپ شده (این مجله‌ها جاییه که گزارش مهم‌ترین پیشرفت‌های علمی رو می‌ذارن).
خلاصه! شاید به زودی پنل‌هایی ببینیم که با همون اندازه و قیمت فعلی، برق دوبرابر بسازن. دنیای انرژی خورشیدی داره حسابی هیجان‌انگیز میشه!
منبع: +
