گامی به سوی دستیابی به سلول‌های خورشیدی کم‌هزینه

به گزارش گروه علم و فناوری آنا به نقل از ستاد ویژه توسعه نانو، در حال حاضر 80 درصد انرژی مصرفی جهان بر مبنای انرژی فسیلی است. این میزان مصرف، منجر به آلودگی‌های جوی و زیست محیطی، به دلیل تولید زیاد گازهای دی‌اکسید کربن، متان و اکسید نیتروژن شده است. این گازها همچنین سبب افزایش دمای کره زمین نیز می‌شوند. اما استفاده از انرژی خورشیدی می‌تواند پاسخی معقول برای رفع این بحران در مقیاس بزرگ باشد. به همین دلیل است که استفاده از سلول‌های خورشیدی بجای سوخت‌های فسیلی اهمیت بالایی یافته است.

سعید شهبازی، مجری طرح، با اشاره به این نکته که کشور ما در منطقه‌ای واقع شده است که میزان دریافت انرژی خورشیدی آن بسیار زیاد است، عنوان کرد: «همانطور که اشاره شد یکی از وسایل تبدیل نور خورشید به نیروی برق، سلول‌های خورشیدی است. در این میان سلول‌های خورشیدی حساس‌شده با رنگدانه در دو دهه گذشته بسیار مورد توجه قرار گرفته‌اند. این تجهیزات دارای اجزای مختلفی از جمله قسمت رنگدانه و الکترولیت هستند. عموماً در ساخت رنگدانه بیشتر از فلز روتنیوم استفاده می‌شود که فلزی گران‌قیمت است. از این رو جایگزین کردن رنگدانه با مواد نسبتاً ارزانتر می‌تواند به توسعه بیشتر سلول‌های خورشیدی کمک کند».

به گفته این محقق با توجه به اهمیت کاهش هزینه‌های ساخت سلول‌های خورشیدی در این پروژه تلاش می‌شود که روتنیوم گران‌قیمت با ترکیبات نانوساختاری کم هزینه به عنوان جاذب نور جایگزین شود.

ترکیب پیشنهادی نانوساختارهایی از جنس پروسکیت است که دارای شدت جذب بیشتر و گستره طول موج بالاتری در ناحیه مرئی هستند. مهم‌ترین ویژگی که در این طرح دنبال می‌شود این است که با صرف هزینه بسیار کم بتوان ترکیبات پروسکیت را تهیه کرد. این امر در نهایت منجر به کاهش هزینه ساخت و توسعه کاربرد سلول‌های خورشیدی خواهد شد.

شهبازی ابراز امیدواری کرد که با توجه به ارزان بودن و در دسترس بودن مواد اولیه برای ساخت این ترکیبات در داخل کشور، بتوان در آینده‌ای نزدیک این پروژه را به مرحله تجاری‌سازی رساند.

در صورت تجاری‌سازی و تولید صنعتی این جنس سلول‌های خورشیدی و استفاده از انرژی خورشید به جای سوخت فسیلی در کاخانجات و صنایع، آلودگی‌های زیست محیطی کاهش خواهد یافت. کاهش هزینه‌های مربوط به تأمین برق کارخانه‌ها یا مناطقی که فاصله زیادی با نیروگاه‌های برق دارند، از دیگر مزایای استفاده از نتایج این طرح خواهد بود. از طرفی می‌توان برق مورد نیاز وسایلی که با ولتاژ پایین کار می‌کنند، از جمله ماشین حساب و ساعت را به کمک این ساختار تأمین کرد.

این تحقیقات در قالب پایان نامه دکترای سعید شهبازی، دکتر شهرآرا افشار از دانشگاه علم و صنعت ایران و دکتر نیما تقوی نیا، دکتر فریبا تاج آبادی و دکتر آزاده تجردی در حال انجام است. این طرح که به سفارش شرکت شریف سولار صورت گرفته در ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، تحت عنوان پایان نامه مورد نیاز صنعت نیز پذیرفته شده است.