محافظت از سلول های خورشیدی آلی توسط نانوکامپوزیت ها

تحقیقات اخیر نشان می دهد که پوشش دادن ابزار های فتوولتائیک آلی (OPV) با
یک پلیمر دارای نانولوله های بور-نیترید می تواند به شکل قابل توجهی
عمر ابزار را افزایش دهد. محققانی از دانشگاه ویک فارست (WFU) امریکا و
موسسه فناوری هند نشان داده اند که با غلظت نانولوله ۱٫۵ درصد می توان
همراه با شفافیت بسیار خوب در محدوده نور مرئی به مقاومت حرارتی بالا
دست پیدا کرد.

OPV ها راهی مقرون به صرفه برای بهره گیری از انرژی خورشیدی هستند. با
وجود اینکه ابزار های فتوولتائیک پلیمردار بازدهی ابزار های فتوولتائیک
سیلیکونی را ندارند، اما به دلیل انعطاف پذیری، بر روی زیر لایه های خم
شونده قابل استفاده می باشند. شرایط کاری نامناسب مانند اکسایش، تماس
با رطوبت و واکنش های فتوشیمیایی عمر OPV ها کاهش می دهند. دیوید کارول
از WFU در این باره گفت: «حذف پرتو فرابنفش از طیف نور مرئی از طریق
پراکندگی و یا جذب می تواند عمر ابزار پلیمری را افزایش دهد».

مواد بور-نیترید، پرتو فرابنفش را از نور فرودی پراکنده می کنند. کارول
اظهار داشت که استفاده از شکل نانولوله ای به جای شکل لایه ای ساده
موجب می شود تا مقاومت نوسانی افزایش یافته و به تبع آن با بهبود رفتار
آنتنی، بازدهی فرایند پراکندگی پرتو فرابنفش افزایش یابد.

برای ساخت ابزار مذکور ابتدا پوشش نانوکامپوزیتی نانولوله دار را تهیه
می کنند. سپس ابزار OPV کپسول شکل را ساخته و پس از آزمایش خواص، آن را
با نانو کامپوزیت پوشش می دهند. نشان داده شده است که با وجود پوشش
کامپوزیتی، انتقال نور ابزار مذکور برای کل طیف نور مرئی بیش از ۹۳
درصد می باشد (کمینه مقدار لازم برای ابزار فتوولتائیک ۹۰ درصد است).
در نهایت با آزمایش در دما های ۵۰-۸۵۰ درجه سانتیگراد مشخص شد که
مقاومت حرارتی ابزار های کامپوزیتی دارای غلظت بور-نیترید ۱٫۵ درصد به
طرز قابل توجهی بیشتر از گونه های بدون کامپوزیت است.

جزییات این بررسی در نشریه Nanotechnology به چاپ رسیده است.