بازده سلول های خورشیدی افزایش می یابند

به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو؛ با وجود کاهش منابع فسیلی و گرم شدن زمین در اثر تولید و افزایش گازهای گلخانه‌ای، استفاده از انرژی‌های نو و تجدیدپذیر جایگاه ویژه‌ای در تمام دنیا به خود اختصاص داده است. یکی از ابزارهای مهم در استفاده از انرژی‌های سبز، استفاده از سلول‌های خورشیدی جهت تبدیل انرژی خورشید به انرژی الکتریکی است.

مسعود مهرابیان یکی از مجریان این طرح گفت: سلول‌های خورشیدی در تمام صنایع جهت تولید و یا تامین قسمت عمده‌ای از برق مصرفی مانند کارخانجات، منازل مسکونی، صنعت هواپیما سازی، صنایع دفایی و ... کاربرد دارند. بنابراین تحقیقات در زمینه‌ دستیابی به بازده بالاتر این تجهیزات تامین انرژی لازم و ضروری است.

وی با بیان اینکه برای افزایش بازدهی سلول‌های خورشیدی، سلول‌های نسل سوم معرفی شدند که خود شامل چند گروه هستند، ادامه داد: یکی از این گروه‌ها، سلول‌های خورشیدی مبتنی بر نقاط کوانتومی «QDSSCs» است. لذا در این طرح چندین ساختار مختلف از سلول‌های خورشیدی مبتنی بر نقاط کوانتومی بر روی نانوساختارهای مختلفی مثل نانومیله‌ها ساخته و خواص نوری و فتوولتائیک آن‌ها را مورد بررسی قرار دادیم.

وی افزود: در این طرح ساختارهای مختلفی از سلول‌های خورشیدی مبتنی بر نقاط کوانتومی« ZnS » که دارای شکاف پهن انرژی هستند، روی نانوساختارهای مختلفی همچون نانومیله‌های اکسید روی «ZnO» ساخته و خواص نوری و فتوولتائیک آن‌ها مورد بررسی قرار دادیم.

مهرابیان با بیان اینکه برای ایجاد امکان جذب وسیع‌تری از طیف خورشید، نقاط کوانتومی با شکاف کوچکتر سولفید سرب «PbS» مورد استفاده قرار گرفت، ادامه داد: جهت بهینه کردن اندازه نقاط کوانتومی سولفید سرب، برخی شرایط آزمایش از جمله غلظت مواد اولیه و تعداد دورهای مورد استفاده در روش« SILAR » تغییر داده شد تا شرایط بهینه حاصل شود.

به گفته وی، در نهایت، سلول خورشیدی مبتنی بر نقاط کوانتومی «QDSSC» با ساختار« ITO/ZnO/PbS(۳)/P۳HT/PCBM/Ag » بیشترین بازدهی تبدیل نور به الکتریسیته را نشان داد. در این بررسی‌ها از آزمون‌هایی نظیر «SEM، XRD » و طیف عبوری استفاده کردیم.

مهرابیان اظهار داشت: از این رو به نتیجه رسیدیم که با تغییر اندازه‌ نانوذرات، شکاف انرژی آن‌ها تغییر می‌کند. هرچه این اندازه کوچکتر شود جذب نور بیشتر شده که به نوبه‌ خود منجر به افزایش بازدهی سلول می‌ شود.

طبق نتایج، ساختار پیشنهادی بهبود چشمگیر عملکرد این سلول‌ها را در پی خواهد داشت. در این تحقیق، نقاط کوانتومی به روشی ساده، کم هزینه، سریع و بدون نیاز به استفاده از کاتالیزور استفاده شده است.

این تحقیقات حاصل تلاش‌های مسعود مهرابیان، عضو هیات علمی دانشگاه مراغه و رضا معصومی است که نتایج آن در مجله‌ Journal of Nanoelectronics and Optoelectronics (جلد ۱۰، شماره ۵، سال ۲۰۱۵، صفحات ۶۳۳ تا ۶۳۷) به چاپ رسیده است.