ارائه راهکاری برای فراوری سلول های خورشیدی پروسکایتی ارزان قیمت
به گزارش وبلاگ درخشان 92، تیم تحقیقاتی دکتر هاشم شهروس وند عضو هیات علمی دانشگاه زنجان به منظور کاهش قیمت نهایی سلول های خورشیدی پروسکایتی، پیروز شدند با دستکاری در سطح مولکولی مواد، ترکیب جدید آلی ارزان قیمت را جایگزین یکی از معروف ترین انتقال دهنده ها نمایند و به گفته آنها این ماده موجب فراوری سلول های خورشیدی پروسکاتی ارزان قیمت خواهد شد.
به گزارش وبلاگ درخشان 92، سلول های خورشیدی پروسکایتی به عنوان جدیدترین نسل سلول های خورشیدی به دلیل رشد خیره کننده در بازده تبدیل نورخورشید به الکتریسیته، توجه بسیاری از محققان در حوزه های مختلف علوم، مهندسی و مواد را به خود جلب نموده است؛ چراکه بازده سلول خورشیدی پروسکایتی از حدود 3.5 درصد در سال 2009، به حدود 25 درصد در سال 2020 افزایش پیدا نموده است.
اما دو چالش اساسی در مقابل این دسته از سلول های خورشیدی واقع شده است. یکی از این چالش ها مربوط به سمیت و اثرات زیست محیطی استفاده از یون های سرب در قلب سلول های خورشیدی پروسکایتی است که کوشش های فراوانی به منظور جایگزینی یا بهینه سازی آن انجام شده است.
چالش دوم تحقیقات، کاهش قیمت تمام شده سلول های خورشیدی از هر نوع، مخصوصا سلول های خورشیدی پروسکایتی است. در این راستا، تحقیقات گسترده ای به منظور کاهش قیمت یا جایگزینی گران قیمت ترین جز تشکیل دهنده یک سلول خورشیدی پروسکایتی که انتقال دهنده حفره نام دارد، انجام شده است.
بر این اساس محققان دانشگاه زنجان به منظور کاهش قیمت لایه انتقال دهنده حفره،مطالعاتی اجرایی کردند که در طی آن یک ترکیب جدید آلی ارزان قیمت جایگزین یکی از معروف ترین انتقال دهنده های حفره با نام اختصاری spiro-OMeTAD شدند. این دستاورد به طور چشمگیری از قیمت نهایی سلول خورشیدی پروسکایتی کاسته است.
در این تحقیق یک انتقال دهنده حفره آلی جدید بر پایه تری فنیل آمین بدون استفاده از کاتالیست گران قیمت پالادیم و در حضور کاتالیست ارزان قیمت مس یدید سنتز و موردشناسایی نهاده شد. مراحل سنتز کمتر، عدم احتیاج به خالص سازی های پیچیده و استفاده از مواد واکنش دهنده ارزان قیمت سبب کاهش قیمت به حدود 22 دلار برای یک گرم از این ماده شده است، درحالی که قیمت تمام شده برای یک گرم از ماده مورد استفاده مرجع spiro-OMeTAD به بیش از 200 دلار می رسد.
داده های فتوولتائیک این ترکیب هم قابل مقایسه با ترکیب مرجع spiro-OMeTAD بوده و مضافا نتایج مطلوب تری در غیاب مواد افزدونی نسبت به ترکیب مرجع از خود نشان داده است.
این مقاله حاصل تحقیقات علمی حاصل رساله دکتری دکتر بابک پاشایی بوده که هم اکنون با حمایت اقتصادی فدراسیون سرآمدان علمی به عنوان محقق پسادکتری تحت هدایت دکتر هاشم شهروس وند در دانشگاه زنجان، مشغول به فعالیت هستند. همچنین پروفسور فرانچسکو بوناکورسو و دکتر بلانی از موسسه آی آی تی ایتالیا در زمینه مشخصه یابی و آنالیزهای سلول های خورشیدی مشارکت داشتند.
این مقاله در ژورنال Chemical Science از انتشارات Royal Society of Chemistry با ضریب تاثیر 9.55 به چاپ رسیده است.
منبع: خبرگزاری ایسنا