تبدیل پنجره به مولد برق با سلولهای خورشیدی نیمهشفاف
پژوهشگران آلمانی با ساخت ماژولهای خورشیدی آلی نیمهشفاف، گامی تازه برای تبدیل پنجرهها و نمای ساختمانها به منابع تولید برق برداشتهاند؛ این ماژولها ضمن عبور دادن بخش قابلتوجهی از نور، به شفافیت متوسط ۴۳.۲ درصد و راندمان ۹.۲۶ درصد دست یافتهاند.
به گزارش سیناپرس، پژوهش جدید دانشمندان آلمانی نشان میدهد که ماژولهای آلی نیمهشفاف میتوانند پنجرهها را به مولدهای برق تبدیل کنند. ماژولهای خورشیدی آلی به دلیل انعطافپذیری، شفافیت و به ویژه اثرات زیستمحیطی خوب، امتیاز بالایی دارند. شفافیت وابسته به طول موج، یکی از نقاط قوت اصلی فتوولتائیکهای آلی است. فتوولتائیک، فناوری تبدیل نور به برق است و بسیاری از گروههای پژوهشی در حال حاضر سعی دارند استفاده از آن را در نمای ساختمانها بهبود ببخشند.
پژوهشگران «دانشگاه فرایبورگ»(University of Freiburg) و «موسسه سیستمهای انرژی خورشیدی فرانهوفر»(Fraunhofer ISE) موفق شدهاند ماژولهای فتوولتائیک آلی ۱۴.۵ در ۱۴.۵ سانتیمتر را با میانگین شفافیت ۴۳.۲ درصد و راندمان تا ۹.۲۶ درصد بسازند. آنها برای دستیابی به این هدف، از ترکیب روشهای کندوپاش و پوشش قالب اسلات استفاده کردند که هر دو از نظر صنعتی اثبات شدهاند و برای سطوح بزرگ ماژول بسیار مقیاسپذیر هستند.
دکتر «اولی وورفل»(Uli Würfel) از پژوهشگران این پروژه گفت: افزایش مقیاس یکی از چالشهای اصلی در فتوولتائیکهای آلی است. این واقعیت که اکنون برای اولین بار با موفقیت همه لایههای سلولهای خورشیدی را با استفاده از فرآیند پوشش قالب اسلات و تقریباً بدون هیچ اتلافی اعمال کردهایم، یک پیشرفت بزرگ برای ماست.
نتایج آزمایشگاهی خوب با سلولهای خورشیدی کوچک و دستساز اغلب قابل انتقال به تولید صنعتی نیستند زیرا فرآیند تولید آنها در مقیاس بزرگتر کار نمیکند. ماژولهای خورشیدی آلی با قابلیت عبور نور بیش از ۵۰ درصد را میتوان به جای شیشه پنجره در نمای ساختمانها یا گلخانهها استفاده کرد. در مواردی که شیشه رنگی مطلوب است، شفافیت کمتر حتی میتواند یک مزیت باشد.
در هر ماژول، بیش از ۱۰۰ سلول خورشیدی با استفاده از ساختار لیزری به هم متصل شدند. سلولهای خورشیدی شامل یک الکترود پشتی هستند که نور فروسرخ نزدیک را منعکس میکند و از طریق کندوپاش روی یک زیرلایه شیشهای رسوب داده میشود. یک لایه جاذب ساختهشده از نیمهرساناهای آلی و یک الکترود بالایی بدون فلز ساختهشده از پلیمر PEDOT:PSS نیز در چندین لایه با استفاده از فرآیند پوشش قالب اسلات اعمال میشود.
شرکت «هرائوس اپوریو»(Heraeus Epurio) یک فرمول جدید PEDOT:PSS را برای الکترود بالایی ارائه داد که به ماژولهای فتوولتائیک کمک کرد تا به شفافیت بالاتری دست یابند.
به نقل از ایسنا، فرآیند پوشش قالب اسلات با فرآیندهای رولبهرول سازگار است و به همین دلیل میتواند گزینه مناسبی برای تولید ماژولهای خورشیدی روی لایه نیز باشد. دکتر «ماتیاس لیست»(Mathias List) از پژوهشگران این پروژه گفت: به عنوان بخشی از پروژه، ما در حال حاضر اولین ماژولهای فتوولتائیک انعطافپذیر و آلی را تولید کردهایم که پس از ۱۲۷۴ چرخه خمش روی میلهای با قطر ۱۵ میلیمتر، ۱۰۰ درصد از راندمان اولیه خود را حفظ میکنند. گام بعدی، دستیابی به مساحتهای بزرگتر ماژول است.
این پژوهش در مجله «Joule» به چاپ رسید.
