بهبود عملکرد سلول‌های خورشیدی با قرار گرفتن در معرض سروصدا و لرزش

مواد پیزوالکتریک قادرند در برابر محرک‌های مکانیکی همچون لرزش، یا صدا الکتریسیته تولید کنند. در این پژوهش که در آن از نانولوله‌های اکسید روی (ZnO) (عکس زیر) استفاده شده بود، از خاصیت پیزوالکتریکی این مواد نیز بهره گرفته شد.

پژوهشگران در دانشگاه Queen Mary و کالج سلطنتی لندن متوجه شدند که حتی صدایی با سطحی زیر 75 دسی بل، که از متوسط صدای شهری نیز پایین تر است، عملکرد سلول‌های خورشیدی را تا 50 درصد بهبود می‌بخشد. بیشینه‌ی این بازده نیز در فرکانس 10کیلوهرتز بود، فرکانسی که فرکانس تشدید نانولوله‌های اکسید روی نیز هست، ضمن اینکه بسیاری از موسیقی‌های پاپ امروزی نیز محدوده‌ی فرکانسی در همین حدود دارند. این محققان با لرزاندن این سلول‌ها در تاریکی و مقایسه مقدار الکتریسیته تولید شده با افزایش عملکرد حین حضور نور اثبات کردند که این میزان الکتریسیته اضافی تنها ناشی از عملکرد پیزوالکتریک نیست بلکه عملکرد کل سلول طی لرزش بهبود می‌یابد.

نتیجه‌ای که در نهایت بدست آمد این بود که میدان الکتریکی ناشی از لرزش نانولوله‌های اکسید روی با الکترون‌های در حال حرکت از روی لایه‌ی آلی پلیمری برهمکنش می‌کند. در نتیجه‌ی این برهمکنش، الکترون‌های برانگیخته شده‌ی ناشی از نور به میزان کمتری به حالت قبلی خود بر می‌گردند (در حفره انرژی) و بیشتر به لایه‌ی پذیرنده‌ی الکترون اکسید روی دسترسی پیدا می‌کنند که نتیجه این دسترسی، انرژی الکتریکی بیشتری است که طی لرزش تولید می‌شود.

اگر به این بحث علاقمند هستید می‌توانید در این مقاله با جزییات بیشتری از این پدیده آشنا شوید.