به گزارش افکار نیوز به نقل از ايسنا، پيلهاي خورشيدي دو اتصالي نسبت به همتايان تک اتصالي خود از کارايي بالاتري برخوردار هستند؛ اين پيلها کارايي تبديل انرژي ۴۲ درصدي دارند، در حالي که پيلهاي تک اتصالي کارايي در حدود ۳۰ درصد دارند. همانطور که از اسم اين پيلها پيداست، آنها دو بخش براي جذب نور دارند که هر بخش طول موج خاصي را جذب ميکند. براي مثال در جلوي اين پيلها بخشي وجود دارد که از موادي با باندگپ بزرگ ساخته شده است؛ اين بخش فوتونهايي با انرژي بالا را جذب ميکند، اين در حالي است که فوتونهايي با انرژي کمتر توسط بخش پشتي جمع ميشود که داراي باند گپ بزرگ است.

اجزای اصلی در این پیل‌ها، لایه‌هایی شفاف هستند که بین دو اتصال بصورت ساندویچی قرار می‌گیرند. این لایه‌ها موجب می‌شود تا الکترون‌ها و حفره‌های تشکیل شده در دو سوی اتصال بهم ترکیب شوند.

در پیل‌های چند اتصالی رایج از تونل برای این کار استفاده می‌شود، در این پیل‌ها مواد تقویت شده با نیمه‌هادی‌های نوع N و p با ضخامت چند نانومتر وجود دارند که در آنها باند ظرفیت در سمت p از نظر انرژی با سمت N تراز می‌شود. محل تماس این دو بخش بقدری ضخامت دارد که حمل کننده‌های بار بتوانند از آن تونل بزنند.

در پیل‌های فتوولتائیک آلی، الکترون‌ها و حفره‌ها در نانوذرات فلزی با هم ترکیب می‌شوند، این نانوذرات میان لایه حمل کننده الکترون و لایه حمل کننده حفره قرار دارند.

گروه تحقیقاتی «تد سرجنت» این روش مرسوم را کنار گذاشته و از لایه‌هایی مبتنی بر نقاط کوانتومی کلوئیدی استفاده کردند. این لایه‌ها با استفاده از اثر اندازه کوانتومی دارای باندگپ‌هایی است که طیف وسیعی از امواج الکترومغناطیس را پوشش می‌دهد. محققان این لایه را لایه ترکیبی مدرج نامگذاری کردند.

این تیم تحقیقاتی، طراحی جدیدی برای ساخت این لایه‌ها ارائه کردند که کمترین هدر رفت انرژی را در پی دارد. در این لایه‌ها از مواد رسانای شفافی از جنس اکسیدهای نوع N نظیر TiO۲, ZnO, AZO و ITO استفاده کردند که در سدهای انرژی مختلف و وسیعی از یک تا ۱.۶ الکترون ولت کار می‌کند.

اين گروه تحقيقاتي بدنبال راههاي سادهتري براي توليد اين لايهها است. نتايج اين تحقيق در نشريه Nano Letters به چاپ رسيده است.