به گزارش ایسنا، سلول‌های خورشیدی پروسکایتی به عنوان جدیدترین نسل سلول‌های خورشیدی به دلیل رشد خیره‌کننده در بازده تبدیل نورخورشید به الکتریسیته، توجه بسیاری از محققان در حوزه‌های مختلف علوم، مهندسی و مواد را به خود جلب کرده است؛ چراکه بازده سلول خورشیدی پروسکایتی از حدود 3.5 درصد در سال 2009، به حدود 25 درصد در  سال 2020 افزایش پیدا کرده است.

اما دو چالش اساسی در مقابل این دسته از سلول‌های خورشیدی قرار دارد. یکی از این چالش‌ها مربوط به سمیت و اثرات زیست‌محیطی استفاده از یون‌های سرب در قلب سلول‌های خورشیدی پروسکایتی است که تلاش‌های فراوانی به منظور جایگزینی یا بهینه‌سازی آن صورت گرفته است.

چالش دوم تحقیقات، کاهش قیمت تمام شده سلول‌های خورشیدی از هر نوع، مخصوصا سلول‌های خورشیدی پروسکایتی است. در این راستا، تحقیقات گسترده‌ای به منظور کاهش قیمت یا جایگزینی گران‌قیمت‌ترین جز تشکیل‌دهنده یک سلول خورشیدی پروسکایتی که انتقال‌دهنده حفره نام دارد، صورت گرفته است.

بر  این اساس محققان دانشگاه زنجان به منظور کاهش قیمت لایه انتقال‌دهنده حفره،مطالعاتی اجرایی کردند که در طی آن یک ترکیب جدید آلی ارزان قیمت جایگزین یکی از معروف‌ترین انتقال‌دهنده‌های حفره با نام اختصاری spiro-OMeTAD شدند. این دستاورد به طور چشمگیری از قیمت نهایی سلول خورشیدی پروسکایتی کاسته است.

در این تحقیق یک انتقال‌دهنده حفره آلی جدید بر پایه تری فنیل آمین بدون استفاده از کاتالیست گران‌قیمت پالادیم و در حضور کاتالیست ارزان قیمت مس یدید سنتز و موردشناسایی قرار گرفت. مراحل سنتز کمتر، عدم نیاز به خالص‌سازی‌های پیچیده و استفاده از مواد واکنش‌دهنده 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 می‌رسد.

داده‌های فتوولتائیک این ترکیب هم قابل مقایسه با ترکیب مرجع spiro-OMeTAD بوده و مضافا نتایج مطلوب‌تری 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 هم‌اکنون با حمایت مالی فدراسیون سرآمدان علمی به عنوان محقق پسادکتری تحت راهنمایی دکتر هاشم شهروس‌وند در دانشگاه زنجان، مشغول به فعالیت هستند. همچنین پروفسور فرانچسکو بوناکورسو و دکتر بلانی از موسسه آی آی تی ایتالیا در زمینه مشخصه‌یابی و آنالیزهای سلول‌های خورشیدی مشارکت داشتند.

این مقاله در ژورنال Chemical Science از انتشارات Royal Society of Chemistry با ضریب تاثیر ۹٫۵۵ به چاپ رسیده است.

انتهای پیام