سلول‌های خورشیدی حساس‌شده با رنگ با کارایی بالا ساخته شد

به گزارش عصر رویداد؛ تلاش برای حفظ انرژی یکی از اولویت‌های محققان است، ‌ سنتز و کاربرد مواد معدنی اسپینلی جهت ساخت سلول‌های خورشیدی حساس‌شده با رنگ عنوان طرح پژوهشی زهرا شریعتی‌نیا عضو هیات‌علمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر است که با حمایت بنیاد ملی علم ایران به پایان رسانده است.

شریعتی‌نیا با مدرک دکتری تخصصی شیمی معدنی از دانشگاه تربیت‌مدرس درباره این طرح توضیح داد: در حال حاضر انسان با پیشرفت‌هایی که در زمینه‌های مختلف داشته است، نیاز بیشتری به انرژی پیدا کرده و ازاین‌رو در پی تأمین انرژی موردنیاز از منابع مختلف تجدیدپذیر است. یکی از این منابع که طی ۲۰ سال اخیر، از آن استفاده می‌شود انرژی خورشیدی است.

وی ادامه داد: امروزه برای کاهش استفاده از سوخت‌های فسیلی، جلوگیری از تولید گسترده گازهای گلخانه‌ای، باران‌های اسیدی و حفظ سلامت اتمسفر زمین که از مهم‌ترین شروط توسعه اقتصادی پایدار جهانی به شمار می‌آیند، به منابعی نظیر خورشید، باد و زمین روی آورده شده است. این منابع مانند سوخت‌های فسیلی و هسته‌ای محدودیت دسترسی ندارند، به همین دلیل به سوخت‌های فسیلی و هسته‌ای منابع تجدیدپذیر گفته می‌شود.

این محقق خاطرنشان کرد: انرژی نو یا انرژی تجدیدپذیر به آن دسته از انرژی گفته می‌شود که برای تولید آنها از منابع بدون کربن استفاده می‌شود. از انرژی خورشیدی، بادی، دریایی، زمین گرمایی، آبی و کربن خنثی مانند زیست‌توده و همچنین هیدروژن که در پیل‌های هیدروژنی قادر به ذخیره انرژی است، به‌عنوان انرژی نو نام برده می‌شود. گرچه توسعه انرژی‌های تجدیدپذیر نمی‌تواند تنها راهکار پاسخگویی به افزایش تقاضای انرژی باشد، اما ظرفیت قابل‌توجهی برای ایجاد رشد اقتصادی سبز و تنوع‌بخشی به سبد منابع اولیه انرژی را دارد.

شریعتی‌نیا اضافه کرد: باید به این نکته توجه داشت که انرژی نو مفهومی متفاوت با انرژی تجدیدپذیر است. این تفاوت به منزله این نیست که مصادیق هرکدام از این مفاهیم کاملاً از یکدیگر مجزا است؛ بلکه بدان معناست که تمامی انواع منابع انرژی نو نیز در حقیقت تجدیدپذیرند، اما تمامی منابع انرژی تجدیدپذیر منابع انرژی نو به شمار نمی‌روند. منابع انرژی نو اصولاً به آن دسته از منابع مدرن انرژی تجدیدپذیر گفته می‌شود که توسعه و استفاده از آنها در سالیان اخیر تحقق‌یافته است.

وی همچنین گفت: استفاده از سلول‌های خورشیدی موجب کاهش تولید انرژی سوخت فسیلی، آلودگی هوا و انتشار کربن‌دی‌اکسید می‌شود. می‌توان کل سقف خانه را با صفحات خورشیدی یا سلول‌های خورشیدی با لایه نازک ورقه‌ای روی تمام پنجره‌های خود پوشاند تا تمامی نیازهای برق یا حتی بخش بزرگی از آن را برآورده کرد و به‌این‌ترتیب، از سقف که فضای بدون استفاده‌ای است، بهره برد.

وی تصریح کرد: سلول‌های خورشیدی به‌تنهایی، برای فراهم‌کردن توان لازم دستگاه‌های کوچک، مانند ماشین‌حساب الکترونیکی کاربرد دارد. آرایه‌های فوتوولتاییک، الکتریسیته پایدار و تجدیدپذیری را تولید می‌کنند که بیشتر در موارد فقدان شبکه انتقال و توزیع الکتریکی کاربرد دارد. کاربرد انرژی خورشید و استفاده بهینه از آن گامی مطمئن به‌سوی آینده‌ای است که مسئله بحران انرژی در آن حل می‌شود.

این پژوهشگر ادامه داد: ازاین‌رو در این تحقیق، ساخت سلول‌های خورشیدی حساس‌شده با رنگ با استفاده از مواد معدنی اسپینلی انجام می‌شود. در واقع، هدف از کاربرد این مواد اسپینلی، دستیابی به سلول‌های خورشیدی حساس‌شده با رنگ با کارایی بالا و بهبود بازدهی آن‌ها است.

شریعتی‌نیا تأکید کرد: ساخت سلول‌های خورشیدی حساس شده با رنگ، اصلاح ساختار فوتوآند با استفاده از مواد معدنی اسپینلی، استفاده از نانوکامپوزیت‌های مواد معدنی اسپینلی در فوتوآند و افزایش بازده سلول‌های خورشیدی از جمله اهداف انجام این طرح بوده است.

وی تهیه مواد اولیه و اطمینان از اصالت مواد اولیه خریداری شده، هزینه زیاد خرید تجهیزات و مواد اولیه، دسترسی نداشتن به برخی از آنالیزهای های تک و دارای فناوری پیشرفته و نداشتن دستگاه‌های موردنیاز در آزمایشگاه‌ها را از چالش‌های موجود در انجام این طرح عنوان کرد.