سلول های خورشیدی شفاف با طول عمر 30 ساله!

سلول های خورشیدی شفاف با طول عمر 30 ساله!

تعمیرکار: یک گروه پژوهشی به سرپرستی ˮدانشگاه میشیگانˮ تلاش می کنند نوعی از سلول های خورشیدی را عرضه کنند که شفاف هستند و طول عمر آنها به 30 سال می رسد.


به گزارش تعمیرکار به نقل از ایسنا و به نقل از وب سایت رسمی دانشگاه میشیگان، پژوهشگران باور دارند که طراحی سلول های خورشیدی بصورت شفاف، می تواند به آنها بازدهی بالا و عمر ۳۰ ساله بدهد. پژوهشی که به سرپرستی "دانشگاه میشیگان" (University of Michigan) انجام شده است، می تواند راه را برای ابداع پنجره هایی هموار کند که نیروی خورشیدی را تامین می کنند.
"استفن فارست" (Stephen Forrest)، از پژوهشگران این پروژه اظهار داشت: انرژی خورشیدی، ارزان ترین نوع انرژی بشمار می رود که بشر از زمان انقلاب صنعتی تا حالا ساخته است. با به کار گرفتن سلول های خورشیدی روی پنجره ها، ساختمان شما به یک نیروگاه تبدیل می شود.
بااینکه سیلیکون همچنان برای افزایش کارآیی سلول های خورشیدی، سرآمد است اما شفاف نیست. پژوهشگران برای ابداع سلول های خورشیدی سازگار با پنجره، مواد آلی یا مبتنی بر کربن را بررسی نموده اند. چالش پیش روی فارست و گروهش این بود که چگونه از تجزیه سریع مواد آلی کارآمد هنگام استفاده از آنها جلوگیری نمایند.
قدرت و ضعف این مواد در مولکول هایی است که الکترون های تولیدشده توسط نور را به الکترودها منتقل می کنند تا انرژی خورشیدی در آنها ذخیره شود. این مواد بطور معمول با نام "گیرنده های غیر فولرن" (NFAs) شناخته می شوند که آنها را از "گیرنده های فولرن" (Fullerene acceptors) که قوی تر هستند اما کارآیی کمتری دارند، متمایز می کند. سلول های خورشیدی تولید شده با گیرنده های غیر فولرن که گوگرد را در خود جای داده اند، می توانند به کارآیی ۱۸ درصدی دست یابند اما عمر طولانی ندارند.
پژوهشگران دانشگاه میشیگان در این پروژه که با همکاری پژوهشگران "دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی" (NC State)، "دانشگاه تیانجین" (Tianjin University) و "دانشگاه ججیانگ" (Zhejiang University) انجام شده است، تلاش کردند تا این مساله را تغییر دهند.
این گروه پژوهشی در آزمایش های خود نشان دادند که بدون محافظت از مواد تبدیل کننده نور خورشید، بازدهی طی ۱۲ هفته افت می کند.
"یونگشی لی" (Yongxi Li)، پژوهشگر ارشد این پروژه اظهار داشت: کارآیی گیرنده های غیر فولرن، بالا است اما پیوندهای ضعیفی دارند که با قرار گرفتن در معرض فوتون های دارای انرژی بالا خصوصاً فوتون های ماوراءبنفش که بصورت متداول در نور خورشید وجود دارند، جدا می شوند.
پژوهشگران با بررسی ماهیت تجزیه در سلول های خورشیدی محافظت نشده، دریافتند که به تقویت کردن چند بخش نیاز دارند. آنها ابتدا باید جلوی ورود پرتو ماوراءبنفش را بگیرند. بدین منظور، یک لایه اکسید روی را به قسمت شیشه ای سلول ها که رو به خورشید است، اضافه کردند.
وجود یک لایه نازک اکسید روی در کنار ناحیه جذب نور، به رساندن الکترون های تولیدشده توسط خورشید به الکترود کمک می نماید. از آنجائیکه جذب کننده نور نیز تجزیه می شود، پژوهشگران یک لایه از مواد مبتنی بر کربن موسوم به "IC-SAM" را نیز اضافه کردند.
پژوهشگران، سیستم دفاعی جدید خودرا در معرض شدت های مختلف نور شبیه سازی شده خورشید آزمایش کردند و دریافتند که سلول های خورشیدی جدید آنها بعد از گذشت ۳۰ سال نیز همچنان کارآیی بالایی خواهند داشت.
فارست و گروهش هم اکنون میزان شفافیت سلول های خورشیدی را تا ۴۰ درصد افزایش داده اند و باور دارند که می توانند به شفافیت ۶۰ درصدی برسند. همین طور آنها درحال رساندن کارآیی سلول های خورشیدی از ۱۰ درصد به حدود ۱۵ درصد هستند.
از آنجائیکه این مواد را می توان بصورت مایع آماده کرد، انتظار می رود که هزینه های تولید، نسبتا کم باشند.
این پژوهش، در مجله "Nature Communications" به چاپ رسیده است.




منبع:

1400/06/25
15:18:58
5.0 / 5
200
تگهای خبر: سایت , صنعت
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)

تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب
لطفا شما هم نظر دهید
= ۸ بعلاوه ۲
SetFix تعمیرکار