محققان دانشگاه اصفهان با همکاری گروه های تحقیقاتی از آکادمی علوم چین و دانشگاه کالج لندن موفق به طراحی سلول های خورشیدی فوتوولتائیک پروسکایتی پایه کربن با بازدهی 26 درصد شدند.

به گزارش روابط عمومی دانشگاه، دکتر رضا کشاورزی عضو هیئت علمی شیمی معدنی دانشگاه اصفهان و از محققین این پروژه در این باره اظهار داشت: سلول های خورشیدی پروسکایتی، نسل جدیدی از سلول های خورشیدی هستند که به دلیل رشد سریع در افزایش بازدهی توجه زیادی را به خود جلب کرده اند.

وی تصریح نمود: بازده این سلول ها از 3.8 درصد در سال 2009 به 25.7 درصد در سال 2021 رسیده است که بسیار نزدیک به بازدهی سلول های خورشیدی تجاری سیلیکونی می باشد.

 

عضو هیئت علمی شیمی معدنی دانشگاه اصفهان، مهمترین چالش آن ها را عدم پایداری طولانی مدت دانست و گفت: در این نوع از سلول ها در کنار مواد معدنی پروسکایتی، از یک لایه طلا و یک لایه انتقال دهنده ی حفره (بار مثبت) استفاده می شود که علاوه برافزایش هزینه ها نقش به سزایی در عدم پایداری سلول ها دارند.

 وی افزود در این کار تحقیقاتی بین المللی، سلولی طراحی شده است که با جایگزین کردن کربن به جای لایه گران قیمت طلا و حذف لایه انتقال دهنده ی حفره، می توان به پایداری آن ها افزود و از طرفی با اضافه کردن نانوذرات پلاسمونیکی به لایه فعال نوری سلول، بازدهی را افزایش داد.

دکتر کشاورزی خاطرنشان کرد: در طراحی انجام شده، سلول خورشیدی پروسکایتی پایه کربن و بدون لایه ی انتقال دهنده ی حفره بازدهی 19.72 درصد حاصل کرد که با اضافه کردن یک لایه نازک30 نانومتری معدنی از جنس مس (I) تیوسیانات در فصل مشترک کربن و پروسکایت می توان بازدهی را به 26.58 درصد رساند.

وی ادامه داد: چنین سلول هایی، جایگزین های بسیار مناسبی از نظر اقتصادی برای سلول های خورشیدی ناپایدار پروسکایتی دارای لایه انتقال دهنده ی حفره و الکترود طلا هستند. 

شایان ذکر است: نتایج این تحقیق در مجله ی Scientific Reports از انتشارات Nature به چاپ رسیده است که مجله ی خبری معتبر PV Magazine دستاوردهای این تحقیق را به صورت یک خبر منتشر کرده است.

مجله PV Magazine یک نشریه معتبر تجاری ماهانه است که برای جامعه بین‌المللی صنعت فتوولتاییک منتشر می‌شود. این مجله، یک مجله مستقل است که بر جدیدترین اخبار، روندهای توسعه فن‌آوری و تحولات بازار جهانی در حوزه انرژی خورشیدی فتوولتاییک، تمرکز دارد.

گفتنی است، دکتر رضا کشاورزی عضو هیئت علمی دانشکده ی شیمی دانشگاه اصفهان، به همراه آقای میرکاظم عمرانی فارغ التحصیل کارشناسی ارشد رشته فیزیک دانشگاه اصفهان، دکتر مجتبی عبدی جالبی استاد دانشگاه کالج لندن و پروفسور پنگ جائو از آکادمی علوم چین در این پروژه مشارکت داشته اند.

برای کسب اطلاعات بیشتر می توانید به لینک های زیر مراجعه کنید:

https://www.pv-magazine.com/2022/04/05/carbon-based-htl-free-perovskite-solar-cells-with-26-efficiency/

https://www.nature.com/articles/s41598-022-09284-9