افزایش بازده سلول‌های خورشیدی پلیمری در پی تلاش محققان کشور

 از مهم‌ترین منابع انرژی که به طور وسیع مورد استفاده‌ قرار گرفته‌اند، سوخت‌های فسیلی هستند. این منابع علاوه بر تجدیدناپذیر بودن، بسیار آلاینده هستند. به همین دلیل جایگزین کردن انرژی‌های تجدیدپذیر به ویژه انرژی خورشیدی که به سهولت در دسترس است اهمیت بالایی دارد و مورد توجه بسیاری از محققان قرار گرفته است.

به گفته‌ی مهدی احمدی یکی از محققان این طرح، در چند دهه‌ اخیر، ساخت سلول‌های خورشیدی پلیمری به دلیل کم هزینه بودن، انعطاف پذیری و امکان تهیه در مقیاس بزرگ تحقیقات بسیاری را به خود اختصاص داده است.

در این میان سلول‌های خورشیدی پلیمری با معماری معکوس پایداری بیشتری دارد و ظاهرا در تحقیق حاضر نیز تلاش شده تا ساختار این دسته از سلول‌های خورشیدی بهینه شده و راندمان آن‌ها افزایش یابد.

احمدی با بیان اینکه برای دستیابی به این هدف در لایه‌ انتقال دهنده الکترون سلول خورشیدی پلیمری با ساختار معکوس، از نانومیله‌های اکسید روی استفاده شد، گفت:

از اثرات این کار می‌توان به افزایش راندمان در واحد سطح سلول‌های خورشیدی پلیمری دارای ساختار معکوس اشاره کرد که این اثر به نوبه‌ خود باعث کاهش هزینه‌ ساخت این نوع از سلول‌های خورشیدی خواهد شد.

به گفته وی، سلول‌های خورشیدی پلیمری به دلیل قابلیت‌های بالای خود می‌توانند جهت تأمین انرژی الکتریکی در مصارف خانگی و صنایع مختلف مورد استفاده قرار گیرند.

با استفاده از این نانو ساختارها سطح تماس میان لایه‌ فعال سلول و الکترود شفاف افزایش یافته و الکترون‌های به وجود آمده در ماده‌ فعال بر اثر تابش نور، با سهولت بیشتری به سمت الکترود شفاف سلول حرکت می‌کند. این موضوع افزایش راندمان سلول را در پی دارد.

برای ساخت این سلول‌ها، ابتدا نانومیله‌های اکسید روی بر روی شیشه‌ای که از قبل روی آن «اینیدیم تین اکساید» نشانده و به روش رسوب الکتروشیمیایی سنتز و رشد داده شده است.

ساختار نانومیله‌های سنتز شده به کمک دستگاه‌های« XRD، SEM، AFM و UV-vision »بررسی شده و سپس بهینه‌سازی رشد نانومیله‌های اکسید روی جهت دستیابی به طول و چگالی بهینه انجام شد.

بعد از این مراحل، از الکترود تهیه شده شامل نانومیله‌های بهینه شده در ساختار سلول‌های خورشیدی پلیمری با ساختار معکوس استفاده و ضخامت ماده‌ فعال سلول جهت دستیابی به کارایی بیشتر بهینه شد.

این تحقیقات حاصل تلاش‌های دکتر مهدی احمدی، عضو هیأت علمی دانشگاه ولیعصر (عج) رفسنجان و سجاد رشیدی دفعه، کارشناس ارشد نانوفیزیک این دانشگاه است که نتایج آن در مجله‌ Chinese Physics. B (جلد ۲۴، شماره ۱۱، سال ۲۰۱۵، صفحات ۱-۱۱۷۲۰۳ تا ۶-۱۱۷۲۰۳) منتشر شده است.