Τεχνολογια Νανοφωτοβολταϊκων Διαταξεων

Abstract

Τα νανοφωτοβολταϊκά στοιχεία αποτελούν μία αναδυόμενη, υποσχόμενη τεχνολογία φωτοβολταϊκών και χαρακτηρίζονται ως η "τρίτη γενιά φωτοβολταϊκών στοιχείων". Τα φωτοβολταϊκά στοιχεία αυτά χρησιμοποιούν ως υλικό κατασκευής διάφορα νανοϋλικά, δηλαδή υλικά με μια χαρακτηριστική κλίμακα μήκους, μικρότερη των 100 nm. Η εφαρμογή της νανοτεχνολογίας στα φωτοβολταϊκά παρέχει σημαντικές δυνατότητες για αύξηση της απόδοσης μετατροπής της ηλιακής ακτινοβολίας και μείωση του κόστους κατασκευής. Τα πιθανά αυτά πλεονεκτήματα των νανοφωτοβολταϊκών οφείλονται στις εξαιρετικές και καινοτόμες ιδιότητες των υλικών της νανοκλίμακας. Η αύξηση του πληθυσμού και η βελτίωση του βιοτικού επιπέδου των ανθρώπων έχουν επιφέρει μεγάλη αύξηση στην κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας. Μέχρι σήμερα, οι κύριες πηγές ενέργειας που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή ηλεκτρισμού είναι τα ορυκτά καύσιμα. Ωστόσο, τα τελευταία χρόνια γίνονται προσπάθειες για μείωση της χρήσης συμβατικών καυσίμων στη ηλεκτροπαραγωγή και αντικατάσταση αυτών με ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Προς την κατεύθυνση αυτή, τα φωτοβολταϊκά συστήματα διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο καθώς η ηλιακή ενέργεια αποτελεί μία καθαρή και ανεξάντλητη πηγή ενέργειας. Βέβαια, οι σχετικά χαμηλές αποδόσεις μετατροπής και το υψηλό κόστος κατασκευής των φωτοβολταϊκών διατάξεων καθιστούν την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από ηλιακά στοιχεία μη ανταγωνιστική και εμποδίζουν την περαιτέρω διείσδυση των φωτοβολταϊκών μονάδων στην παραγωγή ενέργειας. Η τεχνολογία, όμως, των νανοφωτοβολταϊκών δείχνει ικανή να αυξήσει τη σχέση της απόδοσης μετατροπής προς το κόστος κατασκευής. Συγκεκριμένα, η ανάπτυξη της νέας τεχνολογίας των νανοφωτοβολταϊκών είναι πιθανόν να αυξήσει μελλοντικά την οικονομική ανταγωνιστικότητα των φωτοβολταϊκών μονάδων και να επιφέρει μεγαλύτερη διείσδυση στην παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Έτσι λοιπόν, θα υπάξει μεγαλύτερη συμμετοχή των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας η οποία θα οδηγήσει στη μείωση της εξάρτησης από τα ρυπογόνα ορυκτά καύσιμα, στην ενίσχυση της βιώσιμης ανάπτυξης, καθώς και στην προστασία του περιβάλλοντος και της ανθρώπινης υγείας.