تولید الکترودهای جدید سلول‌های خورشیدی از نانوسیم‌های معلق نقره

لکترودها برای اتصال بر روی سمت آفتابی سلول‌های خورشیدی فقط به رسانایی الکتریکی نیاز ندارد بلکه به شفافیت هم نیاز دارد.

 الکترودهایی که اخیراً تولید شده است یا با استفاده از نوار نازک نقره در قالب یک شبکه صحیح یا با استفاده از یک لایه‌ی شفاف از ترکیب اکسید رسانای قلع ایندیم ساخته شده است با این حال هیچ کدام از این راه حل‌ها ایده‌آل نیستند زیرا نقره فلزی گران بها است و ذرات نقره با ابعادی در مقیاس نانو به سرعت اکسید می‌شود همچنین ایندیم یکی از نادرترین عناصر در پوسته‌ی زمین است و فقط برای چندین سال در دسترس خواهد بود.

Manuela gobelt دانشجوی دکترا در تیم پژوهشی در حال حاضر راه‌حل‌های جدید را با استفاده از تنها مقدار کمی نقره و عاری از ایندیم برای تولید الکترود توسعه داد او در ابتدا نانوسیمی معلق از نقره را در وتانون با استفاده از روش‌های شیمیایی تولید کرد.

سپس این نانوسیم معلق را با یک پیست بر روی بستری از سیلیکون منتقل کرد. بستر سیلیکونی در سلول‌های خورشیدی قابل استفاده است نانو سیم‌های نقره در حلال و روی بستری از سیلیکون به صورت یک مش شفاف و متراکم سازماندهی می‌کند پس از Gobelt از روش رسوب‌ لایه اتمی برای اعمال تدریجی پوششی از یک نیمه‌ هادی دوپ شده با باند گپ گسترده به نام AZO استفاده کرد. AZO اکسید روی آغشته شده با آلومینیوم است این ماده از ITO بسیار ارزانتر است ولی تنها شفاف است و هدایت الکتریکی چندانی ندارد، این فرآیند باعث ایجاد پوششی برای نانوسیم‌‌ها به صورت کریستال‌های ریز AZO می‌شود و آنها را به طور کامل احاطه می‌کند.

Gobelt می‌گوید: نانوسیم‌های نقره، 120 نانومتر قطر دارند و لایه‌ای 100 نانومتری از AZO آن‌ها را پوشش داده اند.

اندازه‌گیری هدایت الکتریکی نشان داد که کامپوزیت الکترودی که به تازگی توسعه یافته است، قابل مقایسه با الکترود نقره‌ای شبکه‌های معمولی است، با این حال، عملکرد آن به کیفیت پیوستگی نانوسیم‌ها بستگی دارد که خود آن به طول سیم و غلظت نانوسیم نقره در حال تعلیق وابسته است.

دانشمندان می‌توانند با تصاویر گرفته شده با میکروسکوپ الکترونی، هدایت الکتریکی الکترودها را بررسی و پیش‌بینی کنند.

Gobelt اظهار داشت: الکترودهای جدید تنها با 3 درصد گرم قابل ساخت هستند در حالی که الکترود نقره‌ای شبکه‌های معمولی نیاز به 15 تا 20 گرم نقره داشت. علاوه بر این الکترودهای جدید سایه‌ی کمتری روی سلول‌های خورشیدی می‌گذارد.