כיצד תורמת תגליתו של זוכה פרס נובל ישראלי לשיפור הנצילות הסולארית?

צוות בינלאומי של מדענים פיתח שיטה חדשה להגדלת הנצילות של תאים סולאריים. הגישה החדשה משיגה נצילות גבוהה בטווח רחב של תדרי אור הנלכדים בשכבה דקה, כאשר כמות אור גדולה יותר הנלכדת בשכבה ממקסמת את קליטת האנרגיה וייצור החשמל. צוות המדענים, בראשות חוקרים מאוניברסיטאות יורק וסנט אנדרוס, משלב גם מדענים מאוניברסיטאות מסין ומבלגיה.

השיטה החדשה אותה פיתחו המדענים, מתבססת על החומרים שידועים כגבישים כמו-מחזוריים (קווזיפריודי), אשר יש להם יתרונות בהיבטים הנוגעים לקליטת ספקטרום אור נרחב אותו הם מסוגלים לקלוט. הבעיה עם אותם גבישים היא שקשה להתאים את המאפיינים שלהם ליישומים ספציפיים משום שהם חסרים את כלי העיצוב הזמינים בסריגים מחזוריים, כאלה הנמצאים בגביש רגיל.

על מנת לפתור את הבעיה הזו, צוות החוקרים יצר מבנה חדש הנקרא "מבנה קוואזי-רנדום", המשלב את טווח התדרים הרחב המאפיין את הגבישים הכמו-מחזוריים, יחד עם רמת שליטה גבוהה התאפשרת הודות לגבישים מחזוריים. מעניין לציין כי את צורת הגביש הכמו-מחזורי עליו מושתת המחקר, גילה פרופסור דן שכטמן מהטכניון בשנת 1982. עד אז סדר גבישי נחשב לשם נרדף לסדר מחזורי. שכטמן זכה בפרס נובל לכימיה בשנת 2011 בעקבות תגליתו זו.

פרופסור אמיליאנו מרטינס מאוניברסיטת סנט אנדרוס, אחד ממחברי המחקר, אמר כי "שליטה בהעברת האור היא היבט קריטי בפוטוניקה. במחקר שלנו אנחנו מדגימים כיצד בעזרת עיצוב זהיר של הספקטרום שלהם, ננו-מבנים של גבישים כמו-מחזוריים יכולים להשיג שליטה שכזו בצורה יעילה מאוד".

שותפו של מרטינס, ד"ר לפיסיקה תומאס קראוס מאוניברסיטת יורק, הוסיף כי "יישום רעיונות העיצוב שלנו בנוגע לננו-פוטוניקה על נושא התאים הסולאריים הוא קריטי בכדי לשפר ולהפוך את ייצור האנרגיה המתחדשת לבר תחרות בשוק האנרגיה".