ساخت ارزان نمونه نیمه‌ تجاری از سلول‌های خورشیدی نانوساختار در کشور

پژوهشگران کشورمان طرح پژوهشی افزایش بازدهی سلولهای خورشیدی نانوساختار حساس شده با نقاط کوانتومی را به روشی ساده و ارزان و در راستای تجاری سازی این سلول‌ها در کشور اجرا کردند.

به گزارش سرویس علمی ایسنا، دکتر محمود صمدپور، مجری طرح اظهار کرد: هدف نهایی از اجرای این طرح، کاهش هزینه ساخت سلولهای خورشیدی نانوساختار حساس شده با نقاط کوانتومی در کشور و ساخت نمونه تجاری از سلولهای خورشیدی نانوساختار در کشور بود.

وی افزود: در این سلول‌ها که در اروپا بصورت نیمه تجاری تولید می‌شوند، از یک نیمه رسانا با گاف انرژی بزرگ مانند تیتانیوم اکسید به عنوان آند استفاده می‌شود. تیتانیوم اکسید توسط رنگدانه‌های آلی یا به طور معادل با نقاط کوانتومی نیمه رسانا پوشش داده می‌شود و به این ترتیب نسبت به نور حساس می‌شود.

صمدپور تصریح کرد: پیش از اجرای این طرح، بخش قابل توجهی از هزینه تمام شده این سلول‌ها در کشور، مربوط به خرید رنگدانه‌های آلی بود که استفاده از این سلول‌ها را به لحاظ تجاری با چالش روبه رو می‌کرد و با اجرای این طرح، هدف جایگزین کردن رنگدانه‌های آلی با نانوذرات نیمه هادی آلاییده شده با یونهای فلزی پیگیری شد.

وی افزود: فرآیند ساخت نانوذرات نیمه هادی و آلاییدن آنها با یون‌های فلزی به روش‌های ساده شیمیایی انجام شد و امکان تولید انبوه این سلول‌ها را با هزینه‌ای بسیار کم، فراهم کرد.

مجری این طرح پژوهشی توضیح داد: سلول‌های خورشیدی نسل سوم مبتنی بر استفاده از مواد و تکنولوژی‌های پیشرفته امروزی ساخته می‌شوند و با پیشرفت فناوری نانو همراه شده‌اند. در این نسل از سلول‌ها، محققان با روش‌های نوین، ساده و ارزان به دنبال ساخت سلول‌های خورشیدی هستند. در بین انواع این سلول‌ها، سلولهای خورشیدی نانوساختار حساس شده با رنگدانه در برخی از کشورهای اروپایی به صورت نیمه تجاری تولید می‌شوند.

صمدپور تاکید کرد: با توجه به هزینه بالا و تکنولوژی پیچیده ساخت سلولهای نسل اول و دوم در کشور، طی سال‌های اخیر جهش بسیار قابل توجهی در راستای تحقیق بر روی سلول‌های خورشیدی حساس شده با رنگدانه صورت گرفته است، اما ازسویی، فرآیند ساخت رنگدانه‌های آلی با ساختار الکترونی مناسب بسیار پیچیده هستند و ساخت آنها در کشور انجام نشده بود و تاکنون، رنگدانه‌های مورد استفاده در این سلولها بصورت تجاری از شرکت‌های خارجی، خریداری شده و واردات این رنگدانه‌ها نیز، باعث خروج مقادیر قابل توجهی ارز از کشور می‌شد.

وی افزود: هزینه بالا و پیچیدگی ساخت رنگدانه‌ها منجر به آن شد که به جای رنگدانه‌ها از نقاط کوانتومی حساس به نور به روش‌های شیمیایی که هزینه بسیار کمتری نسبت به تهیه رنگدانه‌های آلی دارند، استفاده شود ولی به علت وجود چگالی حالات بالای تله‌های الکترونی، حرکت فتوالکترون‌ها در آنها به راحتی انجام نمی‌شود و این مساله موجب کاهش بازدهی سلول‌های خورشیدی حساس شده به نقاط کوانتومی در مقایسه با سلول‌های حساس شده با رنگدانه‌ها شود.

این استاد دانشگاه ادامه داد: با توجه به این شرایط برای بهبود انتقال الکترون در این ساختارها، روش‌های مختلفی انجام می‌شود که برخی از آنها بسیار پرهزینه هستند و در فرآیند تجاری سازی کاربرد ندارند، لذا طرح پژوهشی تهیه شد تا بهبود انتقال بار در نقاط کوانتومی با استفاده از وارد کردن یون‌های فلزی مانند کبالت یا روی در نقاط کوانتومی نیمه هادی را پیگیری کند.

وی تاکید کرد: در این طرح تحقیقاتی، با استفاده از آلاینده‌های فلزی و به روشی ساده، بازدهی این سلول‌ها را به میزان قابل توجهی افزایش دادیم و امکان ساخت سلول خورشیدی با هزینه‌ای کم و به روشی ساده فراهم شد، بطوری که می‌توان گفت، این طرح ساخت نمونه نیمه تجاری از سلول‌های خورشیدی نانوساختار در کشور است که نتایج آن بصورت مقاله ISI نیز منتشر شده است.

انتهای پیام