اختصاصی بسپار/ پیشرفت‌‌ها در فناوری سلول‌‌های خورشیدی

گروه ترجمه و تولید محتوا در بسپار/ ایران پلیمر سلول‌های خورشیدی آلی- که بر بسترهای پلاستیکی متکی هستند- در آینده به یک منبع انرژی سبز حیاتی تبدیل خواهند شد، تا زمانی که مشکل بازده پایین‌تر رفع شود. در این مقاله پیشرفت‌‌ها در فناوری سلول‌‌های خورشیدی آورده شده است.

سلول‌‌های خورشیدی یکی از فناوری‌‌های کلیدی برای کاهش اتکا به سوخت‌‌های فسیلی هستند. سلول‌‌هایی که بر پایه پلاستیک هستند- به جای سیلیکون- ممکن است کارایی پایین‌‌تری داشته باشند، اما قیمت کم آن‌‌ها ممکن است به گسترش بیشتر فناوری کمک کند.

شرکت آلمانی انرژی خورشیدی Heliatek اخیرا پروژه‌‌ای را برای نصب سلول‌‌های خورشیدی آلی در بندر بارسلون در اسپانیا به پایان رساند (شکل 1). پروژه شامل نصب 584 فیلم خورشیدی روی بام‌‌های مواج در سه ساختمان تاسیسات بندری است. به گفته Heliatek این ثابت می‌‌کند که سازه‌‌های ساختمانی غیرمتعارف می‌‌توانند به مولدهای برق پاک (green electricity generator) تبدیل شوند.

عملیات نصب که در فوریه 2023 تکمیل شد، بخشی از پروژه Life BIPV بود. این پروژه، برق پاک تولید کرده و در عین حال ردپای کربن بندر را کاهش می‌‌دهد.

به گفته مدیرعامل Heliatek این پروژه نه تنها زیبا است، بلکه یک تغییردهنده بازی است. فیلم‌های خورشیدی این شرکت سه بام مواج را به مولدهای برق فوق‌العاده سبز تبدیل کرده‌اند که به‌طور یکپارچه با چشم‌انداز بندر موجود ادغام می‌شوند. این، بزرگ‌‌ترین عملیات نصب شرکت در نوع خود روی ساختمان‌‌ها با بام‌‌های ناصاف است. مساحت این سلول‌‌ها 509 متر مربع و ظرفیت آن‌‌ها kWp 5_/29 است. (kWp، کیلووات پیک حداکثر توان یک سامانه فوتوولتاوری مانند سلول‌‌های خورشیدی است. نرخی است که با آن در اوج عملکرد، مانند یک روز آفتابی بعد از ظهر، انرژی تولید می‌کنند. مترجم).

دستور کار خورشیدی

محققان دانشگاه تگزاس در دالاس “روشی” برای افزایش کارایی سلول‌‌های خورشیدی آلی یافته‌‌اند. این تحقیق در نشریه Nano Energy منتشر شده است.

به گفته William Vandenberghe دانشیار علوم و مهندسی مواد در دانشگاه و نویسنده مسئول این مطالعه، اگر صفحات خورشیدی نیم درصد از زمین را در ایالات متحده پوشش می‌داد، به تنهایی می‌توانست تمام نیازهای برق ما را برآورده کند. مانع اصلی افزایش ظرفیت انرژی خورشیدی این است که صفحات خورشیدی بسیار گران هستند.

سلول‌‌های خورشیدی آلی (OSC) می‌‌توانند هزینه صفحات خورشیدی را کاهش دهند، زیرا آن‌‌ها به جای سیلیکون از بسپارها و مولکول‌‌های آلی ساخته شده‌‌اند، اگرچه آن‌‌ها معمولا کارایی کمتری نسبت به سلول‌‌های خورشیدی معمول دارند.

به گفته این پژوهشگر بهینه‌‌سازی کارایی سلول‌‌های خورشیدی مانند ایجاد یک دستور جدید پخت کیک است، به یک آشپز آگاه نیاز دارد که می‌‌داند چگونه مواد را ترکیب کند، به علاوه کمی آزمون و خطا.

این پژوهشگر و همکارش در حال بررسی چگونگی عملکرد سلول‌های خورشیدی آلی اهداکننده ضعیف
(dilute-donor) و چگونگی پیشرفت این فناوری می‌‌باشند. آن‌‌ها تحقیقات گسترده‌‌ای در مورد انرژی خورشیدی از جمله روی سلول‌‌های خورشیدی ساخته شده از ماده‌‌ای به نام halide perovskite (یک ماده معدنی اکسید تیتانیوم کلسیم تشکیل شده از تیتانات کلسیم (CaTiO₃) است که حاوی یک هالوژن است، مترجم) انجام داده‌‌اند.

به عقیده این پژوهشگران باید مجموعه‌ای از انواع مختلف انرژی‌های تجدیدپذیر در دسترس باشند.

آزمایش‌های آن‌‌ها تفاوت‌هایی را در کارایی سلول‌های خورشیدی آلی ساخته شده با دو نوع مولکول اهداکننده نشان داد، اما مشخص نبود که چرا یکی از آن‌‌ها بهتر عمل می‌کند. با استفاده از شبیه‌سازی‌های رایانه‌‌ای، این گروه دریافتند که در صورت تغییر شکل ماده اهداکننده، می‌توانند سلول‌های خورشیدی آلی را کارآمدتر کنند.

در حالی که تحقیقات بیشتری برای استفاده از سلول‌های خورشیدی آلی مورد نیاز است، یافته‌های این گروه به پیشرفت خاصیت فناوری سلول‌های خورشیدی آلی کمک می‌کند که روزی می‌تواند به افزایش بازده بیانجامد.

برگردان: شبنم عزالدین

[email protected]

(ادامه دارد …)

متن کامل این مقاله را در شماره 251 ویژه نامه پوشرنگ از گروه مجلات بسپار که در پایان شهریور ماه 1402 منتشر شده است، می خوانید.

در صورت تمایل به دریافت نسخه نمونه رایگان و یا دریافت اشتراک با شماره های ۰۲۱۷۷۵۲۳۵۵۳ و ۰۲۱۷۷۵۳۳۱۵۸ داخلی ۳ سرکار خانم ارشاد تماس بگیرید. نسخه الکترونیک این شماره از طریق طاقچه  و  فیدیبو  قابل دسترسی است.