محققان دانشگاه mit به تازگی اعلام کرده‌اند که در حال کار بر روی سیستمی هستند که می‌تواند طیف وسیع‌تری از انرژی خورشیدی را نسبت به نمونه‌ی فتوولتائیک امروزی دریافت کند. جو لی، یکی از استادان دانشگاه mit و ژایاتوئنگ کیان، یکی از دانشجویان دکترا این هفته در مقاله‌ی خود در “فوتونیک‌های طبیعت” نحوه کار خود را به طور مختصر شرح داده و اساس کار استفاده از یک قیف نازک از جنس دی سولفید مولیبدن (MoS2) اعلام کرده‌اند.

قیف ساخته شده توسط لی و کیا بسیار پیچیده‌تر از قیف درون خانه شماست! این وسیله توسط یک سوزن میکروسکوپیک و به منظور ضربه زدن به یک سوراخ ریز در لایه‌ی MoS2 که تنها به اندازه‌ی یک مولکول ضخامت دارد طراحی شده است. این کار یک فرورفتگی در سطح ایجاد می‌کند و یک شکل قیف مانند را به وجود می‌آورد.

فشار تولیدی توسط سوزن یک کرنش الاستیک ایجاد می‌کند که این کرنش در بالاترین نقطه در مرکز فیلم یعنی جایی که ضربه وارد شده است ایجاد می‌شود. کشش‌های مختلف روی ماده که توسط این قیف خورشید ایجاد شده‌اند باعث تغییراتی در ساختار اتمی آن شده که آن را قادر می‌سازد تا به اندازه‌ی کافی از طیف‌های مختلف نور خورشید (و نه تنها نور مرئی – بلکه بخش‌هایی هم از طیف نور نامرئی) پوشش می‌دهد که این کار یعنی دریافت بیشتر نور و تولید برق بیشتر توسط آن.

MoS2 یک نیمه هادی طبیعی است و یک ویژگی خاص به نام “باند گپ” دارد که به ما اجازه می‌دهد تا آن را به سلول‌های خورشیدی یا مدار های یکپارچه تبدیل کنیم. این ویژگی این ماده همراه با قیف خورشیدی این امکان را برای ما فراهم می‌کند که بتوانیم به رنگ‌های مختلف نور پاسخ دهیم، روشی که سیلیکون به راحتی نمی‌تواند از آن استفاده کند.

این قیف‌های خورشیدی تا کنون تنها به صورت مدل‌های کامپیوتری تست شده‌اند، اگرچه دانشمندان امیدوارند تا کاربرد آن را در واقعیت ببینند، روشی که توسط آن می‌توانیم چند برابر روش‌های قدیمی از انرژی خورشید برق تولید کنیم.

فوتونیک‌های طبیعت