طرح پژوهشی ساخت نمونه نیمه تجاری از سلول های خورشیدی نانوساختار در کشور اجرا شد
به گزارش ایرنا،دکترمحمود صمدپور محقق دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی گفت:هدف نهایی از اجرای این طرح، کاهش هزینه و ساخت نمونه تجاری سلول های خورشیدی نانوساختار حساس شده با نقاط کوانتومی در کشور بود.
وی افزود: در این سلول ها که در اروپا به صورت نیمه تجاری تولید می شوند، از یک نیمه رسانا با گاف انرژی بزرگ مانند تیتانیوم اکسید به عنوان آند استفاده می شود، تیتانیوم اکسید توسط رنگدانه های آلی یا به طور معادل با نقاط کوانتومی نیمه رسانا پوشش داده می شود و به این ترتیب نسبت به نور حساس می شود.
صمدپور بیان کرد:پیش از اجرای این طرح، بخش قابل توجهی ازهزینه تمام شده این سلول ها درکشور، مربوط به خرید رنگدانه های آلی بود که استفاده از این سلولها را به لحاظ تجاری با چالش روبه رو می کرد و با اجرای این طرح ، هدف جایگزین کردن رنگدانه های آلی با نانوذرات نیمه هادی آلاییده شده با یونهای فلزی پیگیری شد.
وی افزود: فرآیند ساخت نانوذرات نیمه هادی و آلاییدن آنها با یونهای فلزی به روشهای ساده شیمیایی انجام شد و امکان تولید انبوه این سلولها را با هزینه ای بسیار کم ، فراهم کرد.
وی ادامه داد: سلولهای خورشیدی نسل سوم مبتنی براستفاده از مواد وتکنولوژی های پیشرفته امروزی ساخته می شوند و با پیشرفت فناوری نانوهمراه شده اند، در این نسل از سلول ها، محققان با روشهای نوین ، ساده و ارزان به دنبال ساخت سلول های خورشیدی هستند، در بین انواع این سلول ها، سلولهای خورشیدی نانوساختار حساس شده با رنگدانه در برخی از کشورهای اروپایی به صورت نیمه تجاری تولید می شوند.
صمدپور تاکید کرد: با توجه به هزینه بالا و تکنولوژی پیچیده ساخت سلولهای نسل اول و دوم در کشور، طی سالهای اخیر جهش بسیار قابل توجهی در راستای تحقیق بر روی سلولهای خورشیدی حساس شده با رنگدانه صورت گرفته است، اما ازسویی، فرآیند ساخت رنگدانه های آلی با ساختار الکترونی مناسب بسیار پیچیده هستند و ساخت آنها در کشور انجام نشده بود و تاکنون ، رنگدانه های مورد استفاده در این سلولها بصورت تجاری از شرکت های خارجی، خریداری شده و واردات این رنگدانه ها نیز، باعث خروج مقادیر قابل توجهی ارز از کشور می شد.
وی افزود: هزینه بالا و پیچیدگی ساخت رنگدانه ها منجر به آن شد که به جای رنگدانه ها از نقاط کوانتومی حساس به نور به روش های شیمیایی که هزینه بسیار کمتری نسبت به تهیه رنگدانه های آلی دارند، استفاده شود ولی به علت وجود چگالی حالات بالای تله های الکترونی، حرکت فوتوالکترونها در آنها به راحتی انجام نمی شود و این مساله موجب کاهش بازدهی سلولهای خورشیدی حساس شده به نقاط کوانتومی در مقایسه با سلولهای حساس شده با رنگدانه ها شود.
این استاد دانشگاه ادامه داد: با توجه به این شرایط برای بهبود انتقال الکترون در این ساختارها، روشهای مختلفی انجام می شود که برخی از آنها بسیار پرهزینه هستند و در فرآیند تجاری سازی کاربرد ندارند ، لذا طرح پژوهشی تهیه شد تا بهبود انتقال بار در نقاط کوانتومی با استفاده از وارد کردن یونهای فلزی مانند کبالت یا روی در نقاط کوانتومی نیمه هادی را پیگیری کند.
صمدپور بیان کرد: در این طرح تحقیقاتی ، با استفاده از آلاینده های فلزی و به روشی ساده، بازدهی این سلولها را به میزان قابل توجهی افزایش دادیم و امکان ساخت سلول خورشیدی با هزینه ای کم و به روشی ساده فراهم شد، بطوری که می توان گفت ، این طرح ساخت نمونه نیمه تجاری از سلولهای خورشیدی نانوساختار در کشور می باشد که نتایج آن بصورت مقاله ISI نیز منتشر شده است.
وی گفت: اجرای این طرح با حمایت 150 میلیون ریالی صندوق حمایت از پژوهشگران و فناوران امکانپذیر شد.
