בקרוב ניתן יהיה לייצר תאי-שמש באופן זול יותר ע"י השימוש בדיו ננו-חלקיקי המאפשר את הדפסתם בדומה לעיתונים, או לצפות בהם קירות חיצוניים או גגות לשם קליטת קרינת-שמש והמרתה לחשמל
דר. משה נחמני
בקרוב ניתן יהיה לייצר תאי-שמש באופן זול יותר ע"י השימוש בדיו ננו-חלקיקי המאפשר את הדפסתם בדומה לעיתונים, או לצפות בהם קירות חיצוניים או גגות לשם קליטת קרינת-שמש והמרתה לחשמל.
Brian Korgel, מהנדס כימיה באוניברסיטת טקסס שבאוסטין, צופה שמחירם של התאים החדשים יהיה רק כעשירית ממחירם הנוכחי בעקבות החלפת תהליך הייצור הרגיל של תאי-שמש – שיקוע גזי בתא ריק, המחייב טמפרטורות גבוהות ועלותו יקרה יחסית.
"זה הדבר הנדרש עבור הפיכת טכנולוגיות של תאי-שמש ותאים פוטו-וולטאיים דומים לנפוצות יותר," אמר החוקר. "השמש מהווה מקור אנרגיה כמעט בלתי-מוגבל, אולם טכנולוגיות לניצול אנרגיה סולארית זו מוגבלות ויקרות, ועל-כן אינן תחרותיות יחסית לדלקים שמקורם בנפט."
במשך השנתיים האחרונות המדען וצוות המחקר שלו עבדו יחדיו על פיתוח תהליך ייצור זול של תאים אלו המבוסס על ננו-חומרים. הממצאים הראשוניים של מחקר זה פורסמו בכתב-העת המדעי Journal of the American Chemical Society.
הדיו יוכל להיות מודפס באמצעות גלילי הדפסה על מצע פלסטיק או על פלדת אל-חלד. והיכולת לצבוע באמצעות דיו זה את קירות הבניינים והגגות מעשי ביותר. "תצטרך לצבוע שכבה אחת של החומר קולט-השמש ומספר שכבות אחרות בנוסף," מסביר החוקר. "זהו צעד אחד בכיוון של תאי-שמש צבועים."
החוקרים משתמשים בננו-חומרים קולטי-שמש שעוביים קטן פי עשרת-אלפים מעובייה של שיערת אדם יחידה, וגודל מיקרוסקופי זה מאפשר קבלת תכונות פיסיקליות המסייעות להגברת היעילות של התקנים מסוג זה.
בשנת 2002, החוקר הקים בקליפורניה חברה ששמה Innovalight המייצרת סוגי דיו שבהם צורן משמש כבסיס. כעת, החוקרים משתמשים בחומר נחושת-אינדיום-גאליום-סלניד (CIGS), שהינו הן זול יותר והן ידידותי יותר לסביבה. "לחומר זה ישנם מספר יתרונות אפשריים יחסית לצורן," מציין החוקר. "זהו מוליך-למחצה בעל פער-פסים (band gap ) ישיר, כלומר יש צורך בפחות חומר ליצירת תא-השמש – יתרון כלכלי משמעותי ביותר." צוות המחקר פיתח אב-טיפוס של תא-שמש מסוג זה שיעילותו הינה אחוז אחד; אולם, הם נדרשים להיות בעלי יעילות של עשרה אחוזים כדי להוות חלופות תחרותיות לשיטות הקיימות היום. אם יעד זה יתממש, ניתן יהיה לראות את המוצר המוגמר בשוק תוך חמש שנים." החוקרים מוסיפים כי הדיו, שהינו שקוף-למחצה, יוכל לשמש גם בחלונות דו-תכליתיים שיספקו תכונות של תאי-שמש.