پانل های خورشیدی  تعداد سلول های  بیشتری را پوشش می دهند، اما دهه های بعد  از اولین توسعه جدید این پانل ها ، سیلیکون باقیمانده، گران و ناکارآمد باقی می ماند. محدودیت های اساسی این فتوولتائیک های معمولی این است که  جذب مقدار زیادی  انرژی از نور خورشید جلوگیری می کند.

اما یک تیم از دانشمندان MIT نوع دیگری از سلول هایی  خورشیدی را ساختهاند  که از مهندسی نوآوری و پیشرفت در علم مواد برای جذب بیشتر انرژی خورشید استفاده می کند. ترفند این است که برای اولین بار نور خورشید را به گرما تبدیل کند و سپس آن را به نور تبدیل کند، اما اکنون در طیفی که سلول های خورشیدی می توانند استفاده کنند متمرکز شده است. در حالی که محققان مختلف سال ها به کار خود بر روی اصطلاح سلول های خورشید ترموفوتوولتاسیون کار می کنند، دستگاه MIT اولین دستگاهی  است که انرژی بیشتری را از سلول های فتوولتائیک خود جذب می کند و نشان می دهد که این روش می تواند به طور چشمگیری افزایش بهره وری را افزایش دهد.

سلولهای خورشیدی سیلیکونی استاندارد عمدتا نور بصری را از بنفش تا قرمز جذب می کنند. این و دیگر عوامل به این معنی است که هرگز نمی توانند بیش از 32 درصد انرژی در نور خورشید را به برق تبدیل کنند. دستگاه MIT همچنان یک نمونه اولیه خام است که تنها 6/8 درصد عملکرد را دارد اما با پیشرفت های مختلف می توان آن را تقریبا دو برابر کارآیی فتوولتائیک های معمولی به وجود آورد.

گام کلیدی در ایجاد دستگاه جدید چیزی است که به نام جذب کننده-امیتر نامیده می شود. این اساسا به عنوان یک قیف سبک بالای سلول های خورشیدی عمل می کند. لایه جذب شده از نانولوله های کربنی جامد سیاه ساخته شده است که تمام انرژی را در نور خورشید جذب می کند و اکثر آن را به گرما تبدیل می کند. همانطور که درجه حرارت حدود 1000 درجه سانتی گراد می رسد، لایه ی مجاور مجاور انرژی را به عنوان نور باز می کند، که در حال حاضر عمدتا به باند هایی است که سلول های فوتوولتاییک می توانند جذب کند. امیتر از یک کریستال فوتونی ساخته شده است، ساختاری است که می تواند در نانومواد طراحی شود تا بتواند طول موج نور را از طریق آن جریان دهد. یکی دیگر از پیشرفت های مهم افزودن یک فیلتر نوری بسیار تخصصی بود که نور متفاوتی را منتقل می کند در حالی که منعکس کننده تقریبا تمام فوتون های غیر قابل استفاده است. این "بازیافت فوتون" حرارت بیشتری را تولید می کنند.

منبع :

https://www.technologyreview.com/s/603497/10-breakthrough-technologies-2017-hot-solar-cells/