افزایش كارایی سلول های خورشیدی با فناوری نانو

به گزارش ایرنا ، در این تحقیقات تلاش شده تا از مواد اولیه كم هزینه و دردسترس استفاده شود، نتایج این طرح در مراكز و مكان‌هایی كه از انرژی برق استفاده می‌كنند و قابلیت استفاده از سلول‌های خورشیدی را دارند، كاربردی خواهد بود.

جغرافیای متنوع ایران، آن را در موقعیتی قرارداده است كه دسترسی به منابع مختلف انرژی‌های تجدیدپذیر را فراهم آورده است.

پتانسیل تولید برق از انرژی خورشیدی در ایران نامحدود است، به گونه‌ای كه ظرفیت تولید انرژی از پنل‌های خورشیدی، تقریباپنج هزار مگاوات بر كیلومترمربع است، با توجه به برتری سلول‌های خورشیدی حساس شده به مواد رنگزا نسبت به نسل سیلیكونی، به نظر می‌رسد تحقیقات بیشتر دراین مقوله واجب و ضروری است.

در این مطالعه، علاوه بر سنتز مواد رنگزای آلی جهت كاربرد در سلول‌های خورشیدی، موادی به عنوان عوامل ضد تجمع در نانوساختار دی‌اكسید تیتانیوم به كار رفته و عملكرد سلول خورشیدی حاصل مورد بررسی قرارگرفت.

دكتر مژگان حسین نژاد، سلول‌های خورشیدی حساس شده به مواد رنگزا (DSSCs)، راندمان بالایی درتبدیل نور به الكتریسیته دارند، با این حال مواد رنگزای آلی مورد استفاده در آن‌ها، از پتانسیل بالایی در تجمع بر روی بستر نانوذرات دی‌اكسید تیتانیوم برخوردارند، یكی از روش‌های عملی برای از بین بردن و یا كاهش تجمع مواد رنگزا، استفاده از تركیبات ضد تجمع است.

نحوه‌ مناسب لایه نشانی مواد رنگزا (به صورت تك لایه) اثر مهمی در انتقال الكترون ایجاد شده به سطح دی‌اكسید تیتانیوم دارد، از آنجا كه تجمع مواد رنگزای آلی بر روی بستر الكترود، انتقال الكترون را كاهش می‌دهد، هدف اصلی این پژوهش بهبود عملكرد سلول خورشیدی با استفاده از مواد ضد تجمع بود.

در این پژوهش از ماده‌ ضد تجمع اسید چولیك و چنو، جهت جلوگیری از تجمع مواد رنگزای خمی بر پایه ایندیگوها استفاده شده است.

حسین نژاد با اشاره به استفاده از تركیبات ضدتجمع ارزان قیمت و در دسترس در محلول مواد رنگزا،بیان كرد: نتایج نشان داده كه اضافه كردن این عامل ضد تجمع، نه تنها باعث بهبود جذب مواد رنگزای آلی و كاهش تجمع آن‌ها بر روی سطح نانوذرات دی‌اكسید تیتانیوم می‌شود، بلكه بهبود راندمان تبدیل نور به الكتریسیته را نیز در پی دارد.

این محقق درخصوص نحوه‌ تأثیرگذاری این عامل ضد تجمع افزود: ماده رنگزا به عنوان تولید كننده الكترون بر روی لایه‌ نانوكریستال دی‌اكسید تیتانیوم، كه نقش آن جمع آوری الكترون‌های تهییج یافته است، لایه‌نشانی می‌گردد. حضور مواد ضد تجمع از تشكیل تجمع‌های ناخواسته‌ مواد رنگزا بر روی لایه‌ نانوكریستال دی‌اكسید تیتانیوم جلوگیری می‌كند و یك تك لایه از ماده‌ رنگزای آلی بدست می‌آید، این امرسبب بهبود عملكرد سلول خورشیدی و افزایش راندمان تبدیل نور به الكتریسیته خواهد شد.

دكتر مژگان حسین نژاد، دكتر كمال الدین قرنجیگ -اعضای هیات علمی موسسه پژوهشی علوم و فناوری رنگ و پوشش- و دكترسیامك مرادیان- عضو هیات علمی دانشگاه صنعتی امیركبیر- از همكاران انجام این طرح هستند، نتایج این كار تحقیقاتی درمجله Materials Technology منتشر شده است.

علمی ** 9340**1599