کاربرد های فن آوری نانو در افزایش کارآیی سلول های خورشیدی

امروزه منبع اصلی تولید برق در جهان ، سوزاندن سوخت های حاوی کربن است . روشی که عموماً ناکارآمد و تجدیدناپذیر است و گاز کربنیک و سایر مواد زیانبار از جمله مواد رادیواکتیو ناشی از سوختن ذغال سنگ را در هوا پراکنده می سازد که اثر گلخانه ای و سایر آثار زیانبار زیست محیطی این پدیده به شکل وسیعی در حال گسترش است. به طوری که تداوم روند فعلی بدون شک عواقب مصیبت باری را به همراه خواهد داشت . از سوی دیگر منابع سوخت فسیلی چهار دهه دیگر به پایان خواهند رسید و با پایان گرفتن آنها تمدن بشری که مستقیماً به انرژی وابسته است ، با چالشبزرگی مواجه خواهد شد. خورشید پایدارترین منبع انرژی پاک ، رایگان و سازگار با محیط زیست در جهان است و فن آوریهای انرژی خورشیدی از انرژی و نور خورشید برای تولید گرما ، سرما ، روشنایی ، آب گرم و برق جهت مصارف خانگی ، تجاری و صنعتی استفاده می کنند . فن آوری سلول های خورشیدی یکی از مهمترین فن آوری های انرژی خورشیدی در تبدیل مستقیم انرژی تابشیخورشید به برق است و ظرفیت نصب شده پانل های برق خورشیدی جهان از 1/4 گیگاوات ساعت در سال 2000 به 102/2 گیگاوات ساعت در سال 2012 افزایش یافته است که حدود 90 درصد آن مبتنی بر سلول های نسل اول (سیلیکونی) می باشد که ساخت آنها به انرژی بالاتر و هزینه بیشتری نیاز داشته و مواد اولیه آن تماماً وارداتی است . تولید نسل دوم سلول های خورشیدی با هدف کاهش انرژی و هزینه ساخت مورد نیاز، گرچه در کاهش هزینه ها موفق بود ، لیکن عدم موفقیت تجاری این سلول ها را به دلیل کاهش چشمگیر در بازدهی و سمیت آنها به همراه داشته است. گسترش سریع فن آوری نانو در دو دهه اخیر با پیشرفت های به دست آمده در زمینه طراحی و ساخت پوشش ها و لایه های نازک ، پیدایش نسل سوم سلولهای خورشیدی با هدف ارتقاء کارآیی پایین سلولهای نسل دوم همزمان با کاهش هزینه های تولید با استفاده از مواد اولیه ارزان و روش های کم هزینه ، بدون نیاز به تجهیزات پیچیده و پیشرفته با قابلیت جذب طیف وسیع تر امواج نوری حتی در روزهای ابری و با قابلیت کاربرد وسیع تر و خطرات زیست محیطی کمتر را در پی داشته و توجه محققان و تولیدکنندگان و دولت های کشورهای مختلف را به روشهای جدید در تولید سلول های خورشیدی ارزان با بازدهی بسیار بالا به خود معطوف نموده است. علی رغم رشد سالانه استفاده از برق خورشیدی ، دلیل اصلی عدم بهره برداری انبوه از صفحات خورشیدی در سطح جهان تا کنون همانا عدم صرفه اقتصادی آن در مقایسه با منابع ارزان سوخت فسیلی بوده که به دلیل اهمیت موضوع ، آینده نگری ها و اقدامات حمایتی و تشویقی دولت ها در کشورهای مختلف جهان را در پی داشته است. در کشور ما نیز در اجرای مواد 133 (بند ب) و 139 قانون برنامه پنجم توسعه و مواد 19 و 69 قانون بودجه سال 92 و فراهم شدن بسترهای قانونی، سیاست های حمایتی و تشویقی مناسبی در جهت استفاده میلیونها خانوار از برق خورشیدی از محل درآمد های حاصل از اجرای قوانین مذکور اتخاذ گردیده که در شرایط موجود قطعاً بخش عمده آن صرف سرمایه گذاری و خرید و واردات سلولهای خورشیدی نسل اول خواهد شد. در این مقاله به بررسی قابلیت های فن آوری نانو در افزایش کار آیی سلول های خورشیدی به ویژه سلول های نسل سوم و لزوم اختصاص سهمی از درآمد مواد قانونی مذکور (حداقل 5 درصد ) جهت کمک به تحقیقات محققین و مراکز تحقیقاتی کشور در زمینه انرژی خورشیدی می پردازیم.