به گزارش خبرگزاری مهر، محقق و دانش آموخته انستیتو علوم مولکولی دانشگاه والنسیا شیوه ای منحصربفرد برای تولید صفحات خورشیدی به روشی به جز به کارگیری سیلیکن ابداع کرده و هم اکنون در آستانه تجاری سازی این روش قرار دارد. گفتگوی اختصاصی نشریه نیوساینیست را با وی در ادامه می خوانید.
ماده ویژه ای که مدعی هستید در تولید نسل جدید صفحات خورشیدی به کار گرفته اید چه خصوصیاتی دارد؟
مواد Perovskites خانواده بزرگی از مواد با ساختار کریستالی شناخته شده هستند. در ساختار تشکیل دهنده آنها مواد معدنی طبیعی یا فیلمهای ترکیبی تولید شده در محیطهای آزمایشگاهی وجود دارد. امروزه بیشتر صفحات خورشیدی از سیلیکن ساخته می شوند و برای اینکه تا حد امکان انرژی خورشیدی را به برق تبدیل کنند باید ضخامتی در حدود 80 میکرومتر داشته باشند، چیزی درحدود ضخامت مو. صفحات خورشیدی که با استفاده از مواد Perovskites ساخته می شوند تنها یک دهم میکرومتر ضخامت دارند که در نتیجه فوق العاده سبک و ارزان تولید و روانه بازار می شود. در عین حال صفحاتی که بدین ترتیب تولید می شوند از حیث بازدهی با نمونه های حجیم سیلیکنی برابری می کنند.
این مواد در مقایسه با سیلیکن چه قابلیتهای متمایز کننده ای دارند؟
اوج تفاوت این دو گرایش از فناوری ساخت صفحات خورشیدی به قابل انعطاف و خم شدن نمونه های تولید شده توسط مهندسان ما مربوط می شود. صفحات خورشیدی که مبتنی بر مواد Perovskites ساخته می شوند آنقدر نازک هستند که بتوان به راحتی خمشان کرد. آنها را حتی می توان چاپ کرده و یا بر روی سطوح مختلف اسپری کرد. این صفحات خورشیدی همچون هوا بسیار سبک هستند. آنها را می توان به صورت نیمه شفاف یا رنگی تولید کرد. از این رو می توان صفحاتی از این دست را در پنجره ها و بدنه ساختمان ها به کار گرفت تا عملا در تامین انرژی مورد نیاز خودکفا باشند.
بهترین صفحات خورشیدی تولید شده با سیلیکن یک چهارم از انرژی خورشیدی را به برق تبدیل می کنند. این رقم در خصوص صفحات تولید شده با مواد Perovskites چه میزان است؟
از نظر تئوری این صفحات 30 درصد از انرژی خورشیدی را به برق تبدیل می کنند اما در واقعیت این رقم 28 درصد است. البته هم اکنون به رقم 18.4 درصد رسیده ایم اما در آینده این میزان افزایش خواهد یافت. برای تولید این دسته از صفحات به تجهیزات پیچیده نیاز نیست. همچنین مواد اولیه ای که در تولید آنها به کار گرفته می شود ارزان قیمت است و در کل فرآیند تولید این صفحات به مراتب سریعتر از تولید صفحات خورشیدی با استفاده از سیلیکن است.
پس فکر می کنید مواد Perovskites جایگزین سیلیکن خواهد شد؟
عمر مفید سیلیکن 25 تا 30 سال است اما تاکنون مشخص شده که عمر مواد Perovskites تنها یکهزار ساعت است. از این رو رقابت با سیلیکن نوعی خودکشی است چون حتی قبل از اینکه چنین رقابتی برای جایگزینی آغاز شود بازنده خواهد شد. اما ایده ما برای غلبه بر این چالش در نوع خود جالب توجه است. درختان انرژی مورد نیازشان را تنها با سه درصد بهره وری از نور خورشید کسب می کنند. اما نکته مهم این است که درختان برگهای بسیار زیادی دارند و تولید انرژی کلی مورد نیاز درخت از طریق فعالیت گروهی آنها به راحتی انجام می شود. هر ساله برگهای قدیمی با نمونه های تازه جایگزین می شوند. ایده من دقیقا مبتنی بر این فرآیند است. من رویای سلولهای خورشیدی را در سر دارم که همچون برگ درختان پس از مدتی از بین بروند. مواد Perovskites ارگانیکی هستند و برای این منظور مناسب خواهند بود.
آیا نگران آن نیستید که درباره ویژگیها و قابلیتهای صفحات Perovskites اغراق شده باشد؟
این مواد نشان داده اند که عملکرد خوبی دارند بنابراین نگرانی در این خصوص وجود ندارد و مطمئن هستم که امکان بهبود عملکرد آنها وجود دارد. اما حتی اگر چنین امکانی فراهم نشود، مواد Perovskites آنقدر خوب هستند که می توان در مواردی که امکان استفاده از سیلیکن نیست از آنها بهره برد. وقتی با نگاه کلی به قضیه نگاه می کنم به تصور هیجان انگیزی می رسم که در آن می توان هر چیزی را با مواد Perovskites پوشاند.
آیا فکر می کنید ابتکار عمل جدیدتان به رونمایی از مواد مشابه دیگری نیز منجر شود؟
شرکت IBM حدود 20 سال پیش مواد Perovskites را در ترانزیستور و سایر تجهیزاتش مورد آزمایش قرار می داد و تنها کاری که مهندسان این شرکت به ذهنشان نرسیده بود بهره گیری در ساخت صفحات خورشیدی بوده است. اگر آنها چنین کاری را انجام داده بودند احتمالا اکنون در دنیایی کاملا متفاوت زندگی می کردیم. به عقیده من مواد زیاد دیگری نظیر Perovskites وجود دارد.
