پژوهشگران دانشگاه آزاد لاهیجان با ساخت آزمایشگاهی نانوساختارهای میله‌ای به بررسی عملکرد آن‌ها در ساختمان سلول‌های خورشیدی حساس به رنگ پرداختند که منجر به افزایش عملکرد سلول های خورشیدی می شود.

سلول خورشیدی

امروزه سلول‌های خورشیدی ساخته شده از مواد آلی توجه بسیاری را به خود جلب کرده است. این سلول‌ها از مزایایی همچون قابلیت ساخت در مقیاس بزرگ و انعطاف پذیری برخوردارند و هزینه‌ تولید پایینی دارند. اما مشکل عمده‌ این سلول‌ها بازدهی پایین آن‌هاست.

علی عبداله زاده ضیابری، یکی از مجریان این طرح با بیان اینکه هدف این پژوهش تلاش برای ساخت نانوساختارهایی است که منجر به افزایش بازده این تجهیزات می شود، گفت: اگرچه کارهای بسیاری در جهت افزایش راندمان سلول‌های خورشیدی ارگانیک صورت پذیرفته است، اما در بسیاری از موارد، به دلیل نیاز به روش‌های نیازمند خلاء، این نتایج امکان تولید اقتصادی را فراهم نمی‌کنند.

به گفته وی، در این پژوهش، با استفاده از روش «سل-ژل» که کم هزینه و قابل اجرا در دمای پایین است، نانوساختارهای میله‌ای سنتز شده‌اند.

وی با بیان اینکه طبق نتایج، نانوساختارهای تولید شده از شفافیت بالایی در ناحیه‌ نور مرئی برخوردارند و نسبت به نمونه‌های متداول مقاومت الکتریکی پایین‌تری دارند، ادامه داد: با توجه به کاربرد پوشش‌های تهیه شده به عنوان الکترود رسانای شفاف در سلول‌های خورشیدی فوتوولتاییک، شفافیت بالای نانوساختارهای تولید شده امکان جذب طول موج‌های بیشتری در ناحیه مریی را فراهم می آورد.

وی افزود: این موضوع در افزایش بازدهی سلول‌های خورشیدی اهمیت حیاتی دارد و از سوی دیگر مقاومت الکتریکی اندک نمونه‌های ساخته شده سبب اتلاف انرژی الکتریکی کمتر سلول‌ها می شود.

به گفته‌ عبداله زاده ضیابری، در راستای دستیابی به این اهداف ساختارهای هسته -پوسته از ترکیب اکسید روی-تیتانیا بر روی بسترهای اکسید قلع ایندیوم (ITO) به صورت نانومیله رشد داده شدند.

وی گفت: دلیل این امر ویژگی‌های ضعیف تیتانیا به عنوان یکی از بخش‌های اصلی سلول‌های خورشیدی حساس به رنگ است، بدین ترتیب ضمن استفاده از خواص مناسب اکسیدروی همانند شفافیت بالا(گاف اپتیکی پهن) و رسانندگی الکتریکی خوب، با توجه به ساختار نانومیله‌ای ساختارهای شکل گرفته، جابجایی الکترون‌ها افزایش می‌یابد. نتیجه این امر افزایش رسانش الکتریکی الکترون‌ها و بهبود کارایی سلول خورشیدی است.

وی افزود: در ساخت این نانوساختارها، اثر عواملی همچون« pH »، دما و زمان باز پخت بر خواص فیزیکی نانومیله‌ها بررسی شده است. ساختار نمونه‌ها نیز به کمک آزمون‌های مختلف از جمله SEM، XRD، EDX و UV-VIS مورد ارزیابی قرار گرفته است.

این طرح حاصل همکاری‌های دکتر علی عبداله زاده ضیابری، عضو هیات علمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد لاهیجان، خدیجه احمدی گورجی از دانشگاه تهران، دکتر کاووس میرعباس زاده، عضو هیات علمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر و علیرضا احدپور شال، مربی دانشگاه آزاد اسلامی واحد لاهیجان است. نتایج این کار در مجله‌ Bulletin of Materials Science (جلد ۳۸، شماره ۳، سال ۲۰۱۵، صفحات ۶۱۷ تا ۶۲۳) به چاپ رسیده است.

منبع: مهر