عملکرد سلول‌ خورشیدی حساس شده با رنگ افزایش می یابد

به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، در طول سال‌های اخیر استفاده از سلول‌های خورشیدی جهت تولید جریان الکتریسیته مورد توجه بسیاری از کشورهای جهان قرار گرفته است. به عنوان مثال، سلول‌های خورشیدی حساس شده با رنگ، در کشورهای اروپایی به عنوان جزیی از ساختمان (معمولابه عنوان شیشه) برای تولید برق استفاده می‌شوند.

با توجه به اینکه کشور ما دارای موقعیت جغرافیایی مطلوبی برای استفاده از این فناوری است، تحقیقات در زمینه‌ سلول‌های خورشیدی به منظور تولید انرژی الکتریکی ضروری است.

ملیحه افروز، یکی از مجریان این طرح عنوان کرد: در میان منابع انرژی تجدید پذیر، انرژی خورشید در دسترس، رایگان و بدون ایجاد هرگونه آلودگی محیط زیستی است. لذا سلول‌های خورشیدی می‌تواند یک منبع بی‌‌خطر و سالم برای تولید انرژی برق ‌باشد.

وی افزود: در این پژوهش هدف اصلی بهینه‌سازی سیستم‌های الکترولیتی در سلول‌های خورشیدی حساس شده با رنگ‌های آلی، با استفاده از افزاینده‌های الکترولیتی جدید است. درنتیجه، ابتدا تمامی اجزای سلول‌های خورشیدی حساس شده با رنگ را تهیه کردیم و عملکرد آن‌ها را با نمونه‌های تجاری موجود مقایسه کردیم که نتایج بسیار خوبی حاصل شد. 

وی خاطرنشان کرد: در این پژوهش سعی بر آن بود تا با در نظر گرفتن توانایی‌ها و امکانات موجود گامی مؤثر در جهت هدفمند کردن تحقیقات آزمایشگاهی و کاربردی کردن آن‌ها برداشته شود. از آن جا که افزایش بازده سلول‌های خورشیدی حساس شده با رنگ، با روش‌های نوین و تا حد امکان هزینه‌ کمتر یکی از مهم‌ترین اهداف در این کار است، بنابراین استفاده از افزاینده‌های جدید می‌تواند رویکردی جدید، کم هزینه و ﻣﺆثر در جهت رسیدن به این اهداف باشد.

به گفته‌ افروز، نتایج حاصل شده نشان می‌دهد که افزایش این ماده به الکترولیت، منجر به بهبود عملکرد سلول‌ خورشیدی حساس شده با رنگ شده است که می‌تواند علاوه بر دستیابی به بازده بالاتر، در کاهش هزینه‌ آن‌ها نیز مؤثر باشد. 

وی با بیان اینکه این نانوذرات بستری برای جذب رنگ بوده و الکترون‌های برانگیخته شده در رنگ را دریافت کرده و آن‌ها را وارد مدار الکتریکی سلول می‌کنند، اظهار داشت: با انجام تحقیقات جامع‌تر و سرمایه‌گذاری بیشتر بر روی تحقیقات در زمینه‌ سلول‌های خورشیدی می‌توان در آینده به تجاری سازی این فناوری در کشورمان امیدوار بود.

بر اساس اعلام ستاد نانو، در این تحقیق ترکیب «تری‌فنیل فسفات» به عنوان افزاینده به الکترولیت اضافه شد. همچنین، این ماده جایگزین ترکیب گران‌قیمت و سمی «ترشیو‌بوتیل پیریدین» در محلول الکترولیت شد. 

همچنین در این تحقیق از نوع تجاری نانوذرات تیتانیم دی‌اکسید (P۲۵) به‌عنوان بستر نیمه‌رسانا در فوتوآند استفاده شده است و سیستم‌های بهینه شده‌ الکترولیتی در کنار این نانو‌ذرات منجر به بهبود ولتاژ و جریان سلول‌های خورشیدی شده‌اند. این افزاینده‌های الکترولیتی، منجر به افزایش بازده سلول‌های خورشیدی حساس به رنگ شده‌اند.

نتایج این تحقیقات در مجله‌ RSC Advances (جلد ۵، شماره ۶۲، سال ۲۰۱۵، صفحات ۵۰۴۸۳ تا ۵۰۴۹۳) منتشر شده و ملیحه افروز- دانشجوی دکترای شیمی معدنی دانشگاه کاشان- و دکتر حسین دهقانی- استاد گروه شیمی دانشگاه کاشان- در انجام آن همکاری داشته‌اند.