מגזין הטכניון | חורף 2017

18 / 52

/ אנרגיה מחקר ופיתוח 18
ח
וקרים בפקולטה להנדסת מכונות פיתחו טכנולוגיה העתידה לשפר משמעותית את נצילותם של תאים
, נערך במעבדת האקסיטוניקס Nature Communicationsפוטו-וולטאיים. המחקר, שהתפרסם ב-
) בראשותו של פרופ’-משנה כרמל רוטשילד. הוא התקיים בתמיכת תכנית האנרגיה Excitonics Lab(
מטעם האיחוד ERC ) בטכניון וכחלק מפרויקטRBNI) ומכון ראסל ברי לננוטכנולוגיה (GTEPע”ש גרנד (
האירופי של המעבדה בנושא כלים תרמו-דינמיים חדשים לתאי שמש. את המחקר הוביל הדוקטורנט
אסף מנור.
השמש היא מקור רב-עוצמה של אנרגיה מתחדשת. למעשה היא מקור האנרגיה היחיד כיום שיכול לספק
את תצרוכת האנרגיה של המין האנושי, ולכן אין פלא שהשימוש באנרגיית שמש הולך ומתרחב - הן
), הממירות את אנרגיית השמש לחשמל דרך המרה ראשונית לחום, Solar-Thermalבשיטות תרמיות (
) הממירים אותה ישירות לחשמל. עם זאת, מגבלות טכנולוגיות Photovoltaicsהן בתאים פוטו-וולטאיים (
שונות מגבילות את יעילותם של התאים הפוטו-וולטאיים.
לדברי מנור, “התאים הפוטו-וולטאיים יודעים לנצל בצורה אופטימלית תחום צר מאוד מתוך ספקטרום
האור הרחב שמספקת השמש; קרינה שאינה בתחום הצר הזה מחממת את התאים ואינה מנוצלת
”.30%-לחשמל. אנרגיה אבודה זו מגבילה את היעילות המקסימלית של תאי שמש לכ
השיטה שפיתחו חוקרי הטכניון מבוססת על תהליך הממיר את קרינת השמש לאור בספקטרום אידיאלי
המאיר את תא השמש ומאפשר נצילות המרה גבוהה יותר. ההשראה לעבודה זו הגיעה מקירור אופטי,
שבו האור שנבלע חוזר ונפלט באנרגיה גבוהה יותר ומקרר את החומר. “כאן פיתחנו התקן שעושה דבר
דומה עם אור השמש”, אומר הדוקטורנט אסף מנור. “קרני השמש, בדרכן לתאים הפוטו-וולטאים, פוגעות
בחומר ייעודי שפיתחנו לצורך זה, אשר מתחמם מקרינת שמש הנמצאת בתחום הספקטרלי הלא מנוצל.
, הערך 30%-כך מומר לחשמל גם החום האבוד, והתוצאה: זינוק בנצילות המקסימלית של ההתקן מ
”.50%-המקובל בהתקנים פוטו-וולטאיים, ל
מעלות בלבד, פחות 700-מנור מציין כי החומר הייחודי מתחמם על ידי קרינת השמש לטמפרטורה של כ
ממחצית מהטמפרטורות האופייניות להתקנים קיימים מסוג זה.
בפקולטה להנדסת מכונות הושג שיפור דרמטי ביעילותם של תאים פוטו-וולטאיים
את האורלקצור
מימין לשמאל: נמרוד קרוגר, פרופ’-משנה כרמל רוטשילד
ואסף מנור במעבדה
אמר: