تولید سلول‌های خورشیدی ارزان‌قیمت و پایدار

محققان ایرانی تلاش کردند با انجام یک پژوهش آزمایشگاهی و با بهره‌گیری از ترکیبات نیمه‌هادی سه‌تایی، سلول‌های خورشیدی کم‌هزینه‌ای تولید کنند.



به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، ترکیبات نیمه‌هادی ترکیباتی هستند که مقاومت الکتریکی آن‌ها بسیار بیشتر از مواد هادی و بسیار کمتر از مواد عایق است. این ترکیبات تحت شرایط خاص می‌توانند به هادی جریان الکتریسیته تبدیل شوند.

این مواد به دو دسته‌ کلی نوع p و نوع n تقسیم می‌شوند. عمده کاربرد این مواد در ساخت دیود، تولید اشعه‌ لیزر و سلول‌های خورشیدی است. بهینه‌سازی خواص این ترکیبات می‌تواند عملکرد تجهیزات تولید شده از آن‌ها را بهبود بخشد.

امیرحسین چشمه خاور، مجری طرح با اشاره به مشکلات اصلی پیش روی تجاری‌سازی سلول‌های خورشیدی گفت: سلول‌های خورشیدی بدون ایجاد کوچک‌ترین آلودگی توانایی تبدیل انرژی خورشید به انرژی الکتریکی را دارا هستند.

وی ادامه داد: ولی مشکلی که تجاری شدن این سلول‌ها را با محدودیت جدی مواجه می‌کند، قیمت تمام‌شده‌ی بالای سلول و عدم پایداری آن‌هاست؛ از این‌رو در این پروژه سعی شده با بهره‌گیری از نیمه‌هادی‌های جدید، هزینه‌ تولید این سلول‌ها را کاهش و پایداری آن‌ها را افزایش دهیم.

به گفته وی،  با بهره‌گیری از نتایج این طرح می‌توان سلول‌های خورشیدی با قیمت پایین‌تر و بازدهی بالاتر تولید کرد.

این محقق در ادامه به ارائه‌ توضیحات کامل‌تری در رابطه با نیمه‌رساناها پرداخت و گفت: مواد نیمه‌رسانا در حضور نور خورشید و با جذب آن جفت الکترون- حفره تولید می‌کنند. این دسته از مواد دارای دو نوار انرژی به نام ترازهای ظرفیت و هدایت هستند.

چشمه خاور گفت: اختلاف انرژی بین این دو تراز گاف نامیده می‌شود. هر چه مقدار این گاف انرژی کمتر باشد یعنی ماده با گرفتن فتون‌های کم انرژی تری می‌تواند جفت الکترون حفره تولید کند. اندازه‌ ذرات نیز تأثیر مستقیمی بر گاف انرژی دارد.

وی عنوان کرد: در این پژوهش نانوذرات نیمه‌هادی سه‌تایی بر پایه‌ مس جهت تولید سلول خورشیدی ارزان‌قیمت و پایدار استفاده شده است؛ همچنین پارامترهای تأثیرگذار بر دست‌یابی به یک مورفولوژی و گاف انرژی مطلوب مورد ارزیابی قرار گرفته‌است.

این طرح در قالب رساله‌ دکترای دکتر امیرحسین چشمه خاور و با راهنمایی دکتر علیرضا محجوب از دانشگاه تربیت مدرس و دکتر نیما تقوی نیا از دانشگاه صنعتی شریف است. این رساله که با همکاری شرکت شریف سولار انجام‌شده، تحت عنوان پایان‌نامه‌ی موردنیاز صنعت به تأیید داوران ستاد ویژه‌ی توسعه‌ فناوری نانو نیز رسیده است.

منبع :