افزایش و مصرف و قیمت انرژی در دنیا، موضوع انرژی را به یکی از چالش‌های مهم تبدیل کرده است. درحال‌حاضر بخش قابل توجهی از منابع انرژی را سوخت‌های فسیلی تشکیل می‌دهند، سوخت‌هایی که آثار بسیار مخربی بر محیط‌زیست و افزایش گازهای گلخانه‌ای دارند.
به گزارش صمت، از آثار نامطلوب استفاده از سوخت‌های فسیلی، می‌توان به تغییر اقلیم ناشی از آلودگی‌های زیست‌محیطی اشاره کرد.اما سرانجام منابع فسیلی هم تمام می‌شود. پیش‌بینی‌ها به‌طور متوسط نشان می‌دهند، تا ۵۰ سال آینده منابع نفت و تا ۱۱۰سال آینده منابع گاز به پایان خواهند رسید. از این‌رو جایگزینی منابع انرژی جدید و پاک به صورت جدی مورد توجه دولت‌ها و پژوهشگران قرار گرفته است. انرژی‌های نو از منابع جدید انرژی به‌شمار می‌آیند. کشورهایی که دارای فناوری پیشرفته‌تر در جذب، کنترل و بهره‌برداری از منابع انرژی‌های نو باشند، از قدرت راهبردی بیشتری برخوردار خواهند بود.انرژی خورشیدی، بادی، زمین گرمایی، بیوگاز و امواج دریا از منابع اصلی انرژی‌های نو هستند.
انرژی خورشیدی
انرژی خورشیدی از منابعی است که تا حدودی در بیشتر نقاط جهان وجود دارد. انرژی خورشیدی، علاوه بر پایان‌ناپذیر بودن، منبعی است که انرژی بسیار عظیمی را در اختیار بشر قرار می‌دهد. مقداری از نور خورشید که فقط در یک ساعت به زمین می‌تابد، می‌تواند انرژی مورد نیاز زمین را برای یک‌سال تامین کند. مشکلی که از توسعه گسترده استفاده از انرژی خورشیدی جلوگیری کرده است، هزینه تمام‌شده به نسبت بالای فناوری آن است که امکان رقابت آن را با سایر انرژی‌ها، مانند هسته‌ای و فسیلی، هنوز ممکن نکرده است. تلاش‌های دانشمندان به افزایش بازده و کاهش قیمت فناوری انرژی خورشیدی، در کنار ابداع روش‌های آسان برای ساخت تجهیزات مورد نیاز آن معطوف شده است. گفته می‌شود تا ۲۰سال آینده، انرژی خورشیدی از نظر اقتصادی، قابل رقابت با انرژی فسیلی خواهد بود.
فناوری ساخت سلول‌های خورشیدی
در فناوری استفاده از انرژی خورشیدی، سلول‌های خورشیدی، نقطه اصلی به شمار می‌آیند. این سلول‌ها، نور خورشید را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کنند. در واقع سلول‌های خورشیدی، طول موج‌های نور خورشید را با بازده بالا به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کنند. مواد مختلفی در ساخت سلول‌های خورشیدی مورد استفاده قرار می‌گیرند. درحال‌حاضر با ۳ نسل از سلول‌های خورشیدی مواجه هستیم. در نسل نخست، سلول‌های خورشیدی با استفاده از سلول‌های کریستالی ساخته شدند.در نسل دوم این فناوری، سلول‌های خورشیدی موسوم به Thin Film عرضه شدند. این صفحات، سلول‌های خورشیدی بسیار سبک و باریک هستند. به همین علت از انعطاف‌پذیری بالایی در کاربردهای متنوعی برخوردار هستند.با استفاده از این صفحات، با هزینه پایین‌تری نسبت به فناوری نسل نخست سلول‌های خورشیدی، انرژی الکتریسته تولید شدند.با پیشرفت فناوری‌های نو و تولید مواد جدید، امکان تولید نسل سوم سلول‌های خورشیدی فراهم آمده است. سلول‌های خورشیدی ارگانیک، حساس به رنگ، پلیمری و سلول‌های ساخته شده براساس کریستال‌های مایع از سلول‌های خورشیدی جدید به شمار می‌آیند. بخش‌هایی از این فناوری‌های جدید در حال تجاری شدن هستند.سلول‌های خورشیدی ساخته شده از مواد آلی در مقایسه با سایر سلول‌های خورشیدی، اگرچه بازده کمتری دارند، اما هزینه ساخت پایین‌تری دارند. علاوه بر این به دلیل انعطاف‌پذیری بالایی که دارند، حتی برای مصارف غیرصنعتی هم مناسب هستند. به عنوان نمونه می‌توان به سلول‌های خورشیدی پلیمری اشاره کرد. این سلول‌ها دارای شرایط لازم برای انعطاف‌پذیری و قابلیت ساخت در یک فرآیند چاپ پیوسته، همانند چاپ روزنامه را دارند.
فناوری نانو و تولید ساخت سلول‌های خورشیدی جدید
فناوری نانو از جمله فناوری‌های جدیدی است که به کمک ساخت سلول‌های خورشیدی آمده است. نانوکریستال‌ها، ویژگی‌های نوری و الکترونیکی‌ای را به وجود می‌آورند که باعث افزایش کارآیی تبدیل انرژی سلول‌های خورشیدی به سوخت‌های خورشیدی می‌شوند. از ویژگی این فناوری، هزینه کم در فرآیند تولید است.سلول‌های خورشیدی سیلیکونی ساخته شده براساس فناوری‌های رایج، در شرایط آزمایشگاهی تا ۲۵درصد و در شرایط تجاری با در نظر گرفتن مسائل اقتصادی تا ۱۴درصد بازدهی دارند. یکی از فرصت‌های فناوری نانو برای سلول‌های خورشیدی، نقاط کوانتومی هستند. پیش‌بینی می‌شود که در آینده، نقاط کوانتومی، پربازده‌ترین سلول‌های خورشیدی را تا ۸۵درصد کارآیی ایجاد کنند.