کمک به ارتقای فناوری سلول‌های خورشیدی

به گزارش مجله خبری نگار،«مطالعه محاسباتی و تجربی اکسید‌های پروسکایتی به‌عنوان لایه انتقال‌دهنده بار در سلول‌های خورشیدی پلیمری با اتصال ناهمگون توده‌ای» عنوان طرح پژوهشی است که لیلا ناجی دانشیار دانشگاه صنعتی امیرکبیر با حمایت بنیاد ملی علم ایران انجام داده است.

ناجی با مدرک دکتری تخصصی شیمی از دانشگاه سنت اندروز بریتانیا درباره این طرح توضیح داد: افزایش جمعیت و توسعه صنعت و تکنولوژی در جهان منجر به افزایش روزافزون نیاز به انرژی شده است. منبع اصلی تأمین انرژی در بیشتر کشور‌ها سوخت‌های فسیلی است که از منابع تجدیدناپذیر بوده و مصرف آنها منجر به بروز اثرات مخرب زیست‌محیطی مانند انتشار گاز‌های گلخانه‌ای و در نتیجه گرم شدن سطح کره زمین می‌شود؛ لذا تأمین انرژی با استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر نظیر باد، آب و خورشید، که دارای اثرات زیست‌محیطی کمتری هستند، یک ضرورت فوری برای تمام جوامع بشری است.

وی افزود: از میان این منابع پاک، انرژی خورشید به‌عنوان یک منبع نامتناهی و در دسترس به کانون توجه محققین زیادی در سراسر جهان برای تأمین انرژی مورد نیاز در بخش‌های مختلف تبدیل شده است. تبدیل کسر بسیار کوچکی از انرژی خورشیدی که بر روی سطح زمین در دسترس است می‌تواند نیاز جوامع بشری به انرژی الکتریکی را در بخش‌های مختلف مرتفع کند.

به گزارش مرکز ارتباطات و اطلاع‌رسانی معاونت علمی، فناوری ریاست جمهوری، این محقق و پژوهشگر در ادامه بیان کرد: برای تبدیل انرژی خورشید به انرژی الکتریکی از اثر فوتوولتائیک در سلول‌های خورشیدی استفاده می‌شود که در آن انرژی خورشیدی به‌طور مستقیم توسط انتقالات مربوط به بار‌های الکتریکی در داخل سلول‌های خورشیدی به انرژی الکتریکی تبدیل می‌شود.

وی تصریح کرد: از میان انواع سلول‌های خورشیدی سلول‌های خورشیدی پلیمری (PSCS) دارای مزایای عمده و غیرقابل‌انکاری مانند سبک بودن، انعطاف‌پذیری، ضریب جذب بالای مواد پلیمری، غیرسمی بودن، تأثیرات زیست‌محیطی کمتر مواد تشکیل‌دهنده و نیز هزینه پایین در فرآیند‌های مربوط به تولید انبوه آنها است. جذب ناکافی نور خورشید، تحرک پایین حاملان بار، جمع‌آوری ناکارآمد الکترون‌ها و حفره‌ها توسط الکترود‌ها از دلایل راندمان کم این دستگاه‌ها است.

وی اضافه کرد: بررسی‌های انجام شده در مورد کاربرد ترکیبات اکسید‌های پروسکایتی در سلول‌های خورشیدی نشان داد که ترکیبات اکسید پروسکایتی شامل قلع، تیتانیوم، منگنز و آهن در سال‌های اخیر در سلول‌های خورشیدی رنگدانه‌ای و پروسکایتی به‌طور گسترده‌ای به کار گرفته شده‌اند و نتایج مثبتی از نظر افزایش راندمان و نیز پایداری در هریک از این دو نوع سلول خورشیدی در اثر به‌کارگیری این ترکیبات به‌عنوان لایه‌های انتقال‌دهنده بار الکتریکی حاصل شده است.

وی در پایان خاطر نشان کرد: به همین دلیل، کاربرد اکسید‌های پروسکایتی در سلول‌های خورشیدی پلیمری به‌صورت مطالعات محاسباتی و آزمایشگاهی مورد توجه قرار گرفت. این ترکیبات با استفاده از روش الکتروشیمیایی و به‌صورت لایه نازک تهیه و در ساخت سلول خورشیدی پلیمری به‌کار گرفته شدند که باعث تغییر چشمگیر در بازده تبدیل انرژی خورشیدی به انرژی الکتریکی شد.