ساخت سلول خورشیدی پلیمری توسط دانشجوی دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران مرکز

نسترن صائبی، گروه علم و فناوری: سوخت‌های فسیلی بیشترین نقش را در تامین انرژی بشر ایفا می‌کنند اما استفاده از این سوخت‌ها دو چالش اساسی در پی دارد؛ یکی پایان‌پذیری آنها و دیگری آثار آلودگی محیط زیستی.

این چالش‌ها محققان را به سمت استفاده از منابع تجدیدپذیر از جمله انرژی خورشیدی سوق داده است. در کشور ما نیز به دلیل موقعیت جغرافیایی، تقریبا 300 روز آفتابی در کشور داریم که در دو سوم این روزها شدت تابش بیش از 4/5 تا 5/5 کیلووات ساعت بر مترمربع می‌شود. از همین رو، یکی از منابع مهم تامین انرژی در کشور را می‌توان انرژی خورشیدی در نظر گرفت.

دلیل بعدی سرانه مصرف انرژی در ایران در کلیه بخش‌هاست که این میزان چند برابر مصرف جهانی است و همین امر، ضرورت استفاده از انرژی خورشیدی را چند برابر می‌کند.

میثاق بهرامی، دانشجوی کارشناسی ارشد الکترونیک دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران مرکز که موفق به ساخت سلول‌های خورشیدی پلیمری در حد آزمایشگاهی شده است، می‌گوید: «سلول‌های خورشیدی پلیمری نوعی سلول خورشیدی است که می‌تواند انرژی خورشیدی را به انرژی الکتریکی تبدیل کند. این نوع سلول خورشیدی مزایای مهمی نسبت به سلول‌‌های خورشیدی مرسوم دارد که از میان آنها می‌توان به انعطاف‌پذیری، ساخت ارزان و سبک وزنی آن اشاره کرد. در واقع سلول خورشیدی پلیمری جایگزین خوبی برای منابع انرژی مرسوم به شمار می‌رود».

معایب

بهرامی می‌گوید:‌ «دو چالش اصلی سلول‌های خورشیدی پلیمری، بازدهی کم و پایداری پایین آنهاست. یکی از روش‌های بهبود عملکرد و پایداری این سلول‌ها، استفاده از ساختار معکوس در آنهاست».

وی می‌افزاید: «در این پروژه، دو سلول با ساختار نرمال و معکوس را ساختیم و پایداری آنها را با هم مقایسه کردیم و دریافتیم که سلول خورشیدی پلیمری معکوس نه تنها پایدارتر از سلول خورشیدی معمولی است، بلکه با افزایش ضریب پرشدگی و ولتاژ مدار باز، می‌توان بازدهی آن را بیشتر از حالت نرمال افزایش داد. این بدان معناست که بازدهی این سلول‌های خورشیدی پلیمری با گذشت زمان کاهش کمتری دارند و در واقع، طول عمر بالاتری دارند».

کاربرد

به گفته بهرامی، سلول‌های خورشیدی پلیمری به طور کلی در هر جایی که نیاز به منبع انرژی باشد، کاربرد دارد اما کاربرد مهم آن به دلیل انعطاف‌پذیری بالا و نصب و راه‌اندازی آسان‌تر، به خصوص در صنایع نظامی بیشتر می‌شود.

بهرامی می‌گوید: «با توجه به اینکه سلول‌های نسل سوم (پلیمری) امروزه تمرکز بسیاری از تحقیقات و پژوهش‌ها را به خود جلب کرده، هدف اصلی محققان با افزایش بازدهی و پایداری، تجاری‌سازی این سلول‌هاست».

وی می‌افزاید: «دانشکده فنی و مهندسی تهران مرکز با تجربه ساخت در زمینه سلول‌های خورشیدی، سعی در بررسی‌های بیشتر دارد تا با شبیه‌سازی و تحقیقات بیشتر، بستر ساخت و پژوهش‌های کامل‌تری را برای دانشجویان خود فراهم آورد».

این پروژه حاصل تلاش‌های میثاق بهرامی، دکتر رضا صباغی، هیئت علمی دانشکده فنی و مهندسی دانشگاه آزاد تهران مرکز، دکتر بشیریان، هیئت علمی دانشکده علوم پایه دانشگاه آزاد تهران مرکز، دکتر فرزانه عرب‌پور، فوق دکتری مهندسی پلیمر دانشگاه تربیت مدرس و مهناز خاوری، دانشجوی کارشناسی ارشد الکترونیک تهران مرکز است.