פיתוח בטכניון ישפר יעילות של תאים סולארים

פרופ' ניר טסלר מהטכניון פיתח טכנולוגיה חדשנית המשפרת בכ-50% את נצילותם של תאים פוטו-וולטאיים אורגניים. הטכנולוגיה נרשמה כפטנט. המחקר התפרסם לאחרונה במגזין "Journal of Applied Physics" ומהווה חלק מהפעילות של תכנית האנרגיה על שם גרנד בטכניון (GTEP).

בטכניון הסבירו כי תאים פוטו-וולטאיים אורגניים ממירים אנרגיית שמש לזרם חשמלי באמצעות מולקולות אורגניות, ואחד מיתרונותיהם על פני התאים ה"מסורתיים'"העשויים סיליקון הוא האפשרות להתקין אותם על יריעות גמישות. יריעות אלה נפרשות על גגות ומבנים, והמרת האנרגיה מתרחשת בתוכן.

(צילום: Shutterstock)

למרות יתרונותיהם של התאים האורגניים, פוטנציאל ההמרה שלהם אינו מגיע לידי מיצוי מלא. "במחקר גילינו שנצילות של תא פוטו-וולטאי אורגני ותפוקת החשמל שלו מוגבלות על ידי היבטים מבניים," מסביר פרופ' טסלר, חבר סגל בפקולטה להנדסת חשמל וראש המרכז לננו-אלקטרוניקה ע"ש שרה ומשה זיסאפל בטכניון. "הוכחנו שהמגבלות אינן קשורות בחומר אלא במבנה, ובעקבות זאת פיתחנו מעין תוספת למערכות הקיימות, המשפרת את נצילות המרת אנרגיית השמש להספק חשמלי בתא מ-10% ל-15% ומוסיפה למתח התא 0.2 וולט."

הפיתוח האמור מבוסס על הגדלת פער האנרגיה בין האלקטרודות באמצעות שינוי מיקום הקיבוע שלהן במערכת. התוצאה: המתח גדל, ובעקבותיו ההספק של המערכת. "השיפור הזה משמעותי מאוד לתעשייה הרלוונטית, והוא הושג בזכות העובדה שבזמן שרוב החוקרים בתחום מתמקדים בפיתוח חומרים חדשים, אנחנו התמקדנו בשינוי מבני של ההתקן. זה נראה כאילו מתחנו את חוקי הפיזיקה בעזרת ההנדסה". להערכתו של פרופ' טסלר, פיתוח אב טיפוס של המערכת במעבדות הטכניון יסתיים תוך שנה לכל היותר.

המרכז לננו-אלקטרוניקה נחנך רשמית בשנת 2007. הודות לתרומת משפחת זיסאפל, ובשיתוף עם מכון ראסל ברי למחקר בננו-טכנולוגיה בטכניון, צויד המרכז בתשתיות מחקר ופיתוח מהמתקדמות היום בעולם. המרכז משרת לא רק יחידות טכניוניות, אלא גם גורמים מחקריים ותעשייתיים מחוץ לטכניון והוא מזמין גורמים בתעשייה להשתמש במערכות המתקדמות העומדות לרשותו. כיום כבר פועלות במרכז כמה חברות עסקיות במתכונות שונות של שיתוף פעולה.

המחקר החדשני יוצג בכנס ננו-ישראל 2016, שייערך בתאריכים 23-22 בפברואר באוניברסיטת תל אביב.