ساخت پوشش‌های آزمایشگاهی با قابلیت افزایش بازده سلول‌های خورشیدی

محققان شرکت ابر نانوفناور پیشگام شریف جهت بهبود عملکرد سلول‌های خورشیدی رنگدانه‌ای، نمونه‌های آزمایشگاهی پوششی را به کمک نانوذرات دی اکسید تیتانیوم طراحی و مورد آزمایش قرار دادند. نتایج بررسی‌ها حاکی از افزایش بازده سلول‌های ساخته شده بوده است. در صورت دس

در چند سال اخیر، سلول‌های خورشیدی رنگدانه‌ای به عنوان نسل سوم سلول‌های خورشیدی مورد توجه قرار گرفته‌اند. این تجهیزات ارزان قیمت فناوری ساخت بسیار ساده ای دارند  و جایگزین مناسبی برای سلول‌های سیلیکونی گران‌قیمت هستند. از آنجا که هنوز بازدهی آن‌ها در تبدیل انرژی خورشیدی به الکتریکی پایین است، نیاز به تحقیق گسترده به منظور ارتقای عملکرد آن‌ها احساس می‌شود. هدف از پژوهش حاضر، تهیه و بررسی عملکرد نوعی پوشش به منظور کاربرد در سلول‌های خورشیدی رنگدانه‌ای بوده است.
به گفته‌ی امیر محمود بخشایش، سلول خورشیدی ساخته شده بر پایه‌ی این پوشش، افزایش بازدهی خوبی در تبدیل انرژی نورانی به انرژی الکتریکی نشان داده است.
وی در ادامه افزود: «در ساخت این پوشش از نانوذرات دی اکسید تیتانیوم که با عناصری چون استرانسیم و کروم آلایش شده بود، استفاده شده است. می‌توان گفت که علت بهبود بازدهی این سلول نسبت به سلول ساخته شده بر پایه‌ی پوشش‌های مرسوم حاوی نانوذرات دی اکسید تیتانیوم، افزایش چگالی جریان مدار کوتاه آن است.»
از دیگر مزیت‌های این سلول می‌توان به روش تولید آسان، هزینه‌ی تمام شده‌ی مناسب و شفافیت بالا نسبت به عبور نور اشاره کرد.
به گفته‌ی این محقق، در این طرح، پوشش نانوذرات دی اکسید تیتانیوم با استفاده از روش سل-ژل تهیه شده است که حاوی نانوذرات کروی است. متوسط اندازه‌ی دانه‌ی این نانوذرات کروی ۶۰ نانومتر است. از طرفی ساختمان کریستالی، ساختار و ترکیب شیمیایی این پوشش به گونه‌ای کنترل شده است که منجر به بهبود چگالی جریان مدار کوتاه سلول خورشیدی رنگدانه‌ای می‌گردد.
جهت بررسی نمونه‌های ساخته شده از آزمون‌های مشخصه یابی خواص فتوولتاییکی، امپدانس الکتروشیمیایی و طیف سنجی فوتوالکترون اشعه ایکس استفاده شده است.
این تحقیقات حاصل تلاش‌های امیرمحمود بخشایش- دانشجوی دکترای مهندسی مواد در دانشگاه تهران- سید سعید آزادفر، رضا رحیقی و نیوشا بخشایش از شرکت ابر نانوفناور پیشگام شریف است که نتایج آن در مجله‌ی Journal of Colloid and Interface Science (جلد ۴۶۰، سال ۲۰۱۵، صفحات ۱۸ تا ۲۸) منتشر شده است.