وبلاگ مقالات

محققان دانشگاه صنعتی امیرکبیر طرحی را در راستای افزایش ظرفیت سلول‌های خورشیدی رزانه حساس (DSSC) اجرا کردند.

به گزارش روز سه شنبه دانشگاه صنعتی امیرکبیر، پدرام منافی دانش‌آموخته دورهٔ دکترای دانشگاه صنعتی امیرکبیر و مجری طرح «تأثیر ریزساختار الکترولیت ژل‌مانند برپایهٔ (PVDF-HFP/PEO) حاوی نانو ذرات گرافنی بر بازدهی الکتریکی سلول خورشیدی رزانه حساس (DSSC) گفت:در سال‌های اخیر تلاش‌های زیادی برای یافتن منابع جدید انرژی به‌منظور جایگزینی سوخت‌های فسیلی انجام‌گرفته است.  ازآنجاییکه انرژی خورشیدی منبعی نامحدود، بدون نیاز به نگهداری، بدون آلایندگی، قابل‌اطمینان، بلندمدت و رایگان است، همواره به‌عنوان یکی از گزینه‌های اصلی منابع انرژی به شمار می‌رود.

وی افزود: ایران در سال‌های اخیر از مهم‌ترین صادرکنندگان انرژی و برق به کشورهای همسایه بوده است، ولی با افزایش جمعیت و استفاده چندین برابری از تجهیزات گرمایشی و سرمایشی با مصرف انرژی بالا، رشد تصاعدی به خود گرفته و تأمین برق داخل نیز به مشکل برخورده و اداره برق مشوق‌هایی برای تأمین برق و صرفه‌جویی در آن ارائه می‌دهد.

این محقق بابیان اینکه این مشکل تا جایی ادامه یافته که در شمال کشور، اقدام به واردات برق از کشورهای همسایه همچون ارمنستان نیز می‌کنیم، خاطرنشان کرد: از طرف دیگر کشور ایران در منطقه خشک و کم آب قرار دارد و برای تولید برق در نیروگاه‌ها از آب برای خنک کردن سیستم‌ها استفاده می‌شود.

منافی ادامه داد: اما در نیروگاه‌های خورشیدی آب بسیارکمی مصرف می‌شود و آلایندگی اندکی ایجاد می‌کند. بنابراین با توجه به این دیدگاه، استفاده از انرژی‌های خورشیدی بسیار مفید است. همچنین، ۸۰درصد روزها در ایران آفتابی هستند که با برنامه‌ریزی مناسب می‌توان و بخش قابل‌توجهی از انرژی کشور را از طریق انرژی خورشیدی تأمین کرد و دیگر دغدغه‌ای برای تأمین پایدار انرژی در آینده کشور نخواهیم داشت.

وی یادآور شد: با کمک این پژوهش و با استفاده از مواد مصرفی، علاوه بر افزایش بازدهی دستگاه ساخته‌شده، پایداری دستگاه نیز حدود ۸۰ درصد افزایش داشته است.

محقق دانشگاه صنعتی امیرکبیر بابیان اینکه در تهیه الکترولیت‌های پلیمری انتخاب نوع پلیمر از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است زیرا ساختار فیزیکی و شیمیایی پلیمر نقش تعیین‌کننده در بهبود کارایی تبدیل نور به الکتریسیته دارد، گفت: از کارآمدترین پلیمرها جهت استفاده در الکترولیت‌های سلول‌های خورشیدی، پلی‌اتیلن اکساید (PEO) و کوپلیمر وینیلیدین فلورید-هگزافلوئوروپروپیلن (PVDF-HFP) هستند. حضور نانوذرات گرافنی نیز جهت افزایش کارایی دستگاه مورداستفاده قرار می‌گیرند.

منافی تصریح کرد: استفاده از آلیاژهای پلیمری در حوزه‌های مختلف علمی و صنعتی با استقبال زیادی روبرو شده است زیرا از طریق تغییر اجزای پلیمری یا اصلاح روش اختلاط در فرآیندهای مذاب و محلولی، می‌توان ریزساختار ماده نهایی را طراحی و کنترل کرد و بنابراین  محصولی با خواص مناسب و دلخواه به‌دست آورد.

وی افزود: در این تحقیق با روش‌های جدیدی که برای ساخت الکترولیت پلیمری ژل‌مانند (GPE) استفاده شده است، فناوری بدیعی برای تهیهٔ سلول خورشیدی رزانه حساس به‌دست آمده است و در مرزهای دانش این فناوری پیشرفته ارتقاءیافته است.

وی بابیان اینکه حوزهٔ تخصصی این پژوهش در کاربری‌های مرتبط با تأمین انرژی است، گفت: امیدوار هستیم با حمایت سازمان‌های مرتبط، تلاش برای قرارگیری در فاز صنعتی صورت بگیرد.

این محقق در خصوص معرفی ویژگی‌های طرح گفت:  سلول‌های خورشیدی رزانه حساس به دلیل فرایند ساخت آسان و کم‌هزینه، پایداری دمایی خوب، انعطاف‌پذیری در طراحی و تولید جریان الکتریکی پایدار توجه زیادی را خود جلب کرده‌اند.

منافی به مزیت‌های رقابتی طرح اشاره کرد و گفت:  مهم‌ترین مزیت رقابتی این طرح پژوهشی، استفاده از مواد ارزان‌قیمت و بالا بردن بازدهی با اعمال تغییراتی در ریزساختار (GPE) است. همچنین رشد بسیار زیاد پایداری این دستگاه‌ها ازجمله مزایای مهم دیگر این طرح بوده است.

به گفته وی، تأمین برق منازل توسط پنجره‌های هوشمند، صنایع نظامی-دفاعی به‌ویژه در جلیقه‌های ضدگلوله (برای شارژ ادوات موردنیاز)،  تأمین نیروی حرکتی برخی اجزای ماهواره‌ها و تجهیزات مورداستفاده در صنایع هوافضا، تأمین برق شهر (در مقیاس کوچک) توسط نیروگاه‌های فوتوولتائیکی، تولید برق برای حرکت قایق‌های کوچک و خودروها از کاربردهای این طرح محسوب می‌شود.

منبع: ایرنا