ساخت پوشش‌های آزمایشگاهی با قابلیت افزایش بازده سلول‌های خورشیدی

محققان یک شرکت فناور جهت بهبود عملکرد سلول‌های خورشیدی رنگدانه‌ای، نمونه‌های آزمایشگاهی پوششی را به کمک نانوذرات دی اکسید تیتانیوم طراحی و مورد آزمایش قرار دادند.



به گزارش سرویس فناوری ایسنا، در چند سال اخیر، سلول‌های خورشیدی رنگدانه‌ای به عنوان نسل سوم سلول‌های خورشیدی مورد توجه قرار گرفته‌اند. این تجهیزات ارزان قیمت فناوری ساخت بسیار ساده ای دارند و جایگزین مناسبی برای سلول‌های سیلیکونی گران‌قیمت هستند. از آنجا که هنوز بازدهی آن‌ها در تبدیل انرژی خورشیدی به الکتریکی پایین است، نیاز به تحقیق گسترده به منظور ارتقای عملکرد آن‌ها احساس می‌شود. هدف از پژوهش حاضر، تهیه و بررسی عملکرد نوعی پوشش به منظور کاربرد در سلول‌های خورشیدی رنگدانه‌ای بوده است.

به گفته‌ امیر محمود بخشایش، سلول خورشیدی ساخته شده بر پایه‌ این پوشش، افزایش بازدهی خوبی در تبدیل انرژی نورانی به انرژی الکتریکی نشان داده است.

وی در ادامه افزود: «در ساخت این پوشش از نانوذرات دی اکسید تیتانیوم که با عناصری چون استرانسیم و کروم آلایش شده بود، استفاده شده است. می‌توان گفت که علت بهبود بازدهی این سلول نسبت به سلول ساخته شده بر پایه‌ پوشش‌های مرسوم حاوی نانوذرات دی اکسید تیتانیوم، افزایش چگالی جریان مدار کوتاه آن است.»

از دیگر مزیت‌های این سلول می‌توان به روش تولید آسان، هزینه‌ تمام شده‌ مناسب و شفافیت بالا نسبت به عبور نور اشاره کرد.

به گفته‌ این محقق، در این طرح، پوشش نانوذرات دی اکسید تیتانیوم با استفاده از روش سل-ژل تهیه شده است که حاوی نانوذرات کروی است. متوسط اندازه‌ دانه‌ این نانوذرات کروی 60 نانومتر است. از طرفی ساختمان کریستالی، ساختار و ترکیب شیمیایی این پوشش به گونه‌ای کنترل شده است که منجر به بهبود چگالی جریان مدار کوتاه سلول خورشیدی رنگدانه‌ای می‌گردد.

جهت بررسی نمونه‌های ساخته شده از آزمون‌های مشخصه یابی خواص فتوولتاییکی، امپدانس الکتروشیمیایی و طیف سنجی فوتوالکترون اشعه ایکس استفاده شده است.

این تحقیقات حاصل تلاش‌های امیرمحمود بخشایش- دانشجوی دکترای مهندسی مواد در دانشگاه تهران- سید سعید آزادفر، رضا رحیقی و نیوشا بخشایش از شرکت ابر نانوفناور پیشگام شریف است که نتایج آن در مجله‌ Journal of Colloid and Interface Science (جلد 460، سال 2015، صفحات 18 تا 28) منتشر شده است.

منبع :