سلول های خورشیدی نانوساختار / اجرای طرح پژوهشی ساخت نمونه نیمه تجاری

سلول های خورشیدی نانوساختار / اجرای طرح پژوهشی ساخت نمونه نیمه تجاری

پژوهشگران کشورمان با پشتیبانی مادی و معنوی صندوق حمایت از پژوهشگران و فناوران معاونت علمی، طرح پژوهشی برای افزایش بازدهی سلول های خورشیدی نانوساختار حساس شده با نقاط کوانتومی به روشی ساده و ارزان و در راستای تجاری سازی این سلول ها در کشور را اجرا کردند.

دکتر محمود صمدپور درباره این طرح گفت: هدف نهایی از اجرای این طرح، کاهش هزینه ساخت سلول های خورشیدی نانوساختار حساس شده با نقاط کوانتومی در کشور و ساخت نمونه تجاری از سلول های خورشیدی نانوساختار در کشور بود.

وی افزود: در این سلول ها که در اروپا بصورت 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.

دکتر صمدپور تصریح کرد: پیش از اجرای این طرح، بخش قابل توجهی از هزینه تمام شده این سلول ها در کشور، مربوط به خرید رنگدانه های آلی بود که استفاده از این سلول ها 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.

مجری این طرح پژوهشی توضیح داد: سلولهای خورشیدی نسل سوم مبتنی بر استفاده از مواد و تکنولوژی های پیشرفته امروزی ساخته می شوند و با پیشرفت فناوری نانو همراه 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، سلول های خورشیدی نانوساختار حساس شده با رنگدانه در برخی از کشورهای اروپایی به صورت نیمه تجاری تولید می شوند.

دکتر صمدپور تاکید کرد: با توجه به هزینه بالا و تکنولوژی پیچیده ساخت سلول های نسل اول و دوم در کشور، طی سال های اخیر جهش بسیار قابل توجهی در راستای تحقیق بر روی سلول های 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 سلول ها بصورت تجاری از شرکت های خارجی، خریداری شده و واردات این زنگدانه 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 فوتوالکترون ها 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، روش های 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.

وی تاکید 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 سلول های خورشیدی نانوساختار در کشور می باشد که نتایج آن بصورت مقاله ISI نیز منتشر شده است.

صمدپور درباره پشتیبانی مالی صندوق حمایت از پژوهشگران و فناوران معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری گفت: برای اجرای این طرح، ۱۵۰ میلیون ریال از سوی صندوق اختصاص یافت که خوشبختانه بصورت منظم و به موقع این کمک مالی به طرح پرداخت شد.

لینک خبر

منبع: معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری

اخبار مرتبط : 

نانو