طراحی سلول‌های خورشیدی پایه کربن توسط محققان دانشگاه اصفهان

عضو هیئت علمی شیمی معدنی دانشگاه اصفهان گفت: سلول‌های خورشیدی پروسکایتی، نسل جدیدی از سلول‌های خورشیدی هستند که به دلیل رشد سریع در افزایش بازدهی توجه زیادی را به خود جلب کرده‌اند.

به گفته او بازده این سلول‌ها از ۳.۸ درصد در سال ۲۰۰۹ به ۲۵.۷ درصد در سال ۲۰۲۱ رسیده که بسیار نزدیک به بازدهی سلول‌های خورشیدی تجاری سیلیکونی است.در این نوع از سلول‌ها در کنار مواد معدنی پروسکایتی، از یک لایه طلا و یک لایه انتقال دهنده حفره (بار مثبت) استفاده شده که علاوه بر افزایش هزینه‌ها نقش به سزایی در عدم پایداری سلول‌ها دارد.

در این کار تحقیقاتی بین‌المللی، سلولی طراحی شده است که با جایگزین کردن کربن به جای لایه گران قیمت طلا و حذف لایه انتقال دهنده حفره، می‌توان به پایداری آن‌ها افزود و از طرفی با اضافه کردن نانوذرات پلاسمونیکی به لایه فعال نوری سلول، بازدهی را افزایش داد.

 در طراحی انجام شده، سلول خورشیدی پروسکایتی پایه کربن و بدون لایه انتقال دهنده حفره بازدهی ۱۹.۷۲ درصد حاصل کرد که با اضافه کردن یک لایه نازک۳۰ نانومتری معدنی از جنس مس (I) تیوسیانات در فصل مشترک کربن و پروسکایت می‌توان بازدهی را به ۲۶.۵۸ درصد رساند.

کشاورز م گوید چنین سلول‌هایی، جایگزین‌های بسیار مناسبی از نظر اقتصادی برای سلول‌های خورشیدی ناپایدار پروسکایتی دارای لایه انتقال دهنده حفره و الکترود طلا هستند.

 نتایج این تحقیق در مجله Scientific Reports از انتشارات Nature به چاپ رسیده که مجله خبری معتبر PV Magazine دستاورد‌های این تحقیق را به‌صورت 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.

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