رکوردزنی سلول خورشیدی سبز و خداحافظی با سرب
گروه هوش مصنوعی: محققان دانشگاه کوئینزلند با دستیابی به رکورد جهانی کارآیی 16.65 درصدی در سلول های خورشیدی پروسکایت بدون سرب، قدمی مهم در توسعه فناوری های ایمن و پایدار برداشته اند. این سلول ها از قلع بجای سرب استفاده می نمایند که ماده ای غیرسمی بوده و با به کارگیری روش های شیمیایی نوین، پایداری و عملکرد آنها بهبود یافته است.
به گزارش گروه هوش مصنوعی به نقل از ایسنا، تیمی از محققان دانشگاه کوئینزلند (The University of Queensland) به رهبری پروفسور لیانژو وانگ (Lianzhou Wang) توفیق یافتند با دستیابی به کارآیی ۱۶.۶۵ درصدی در سلول های خورشیدی پروسکایت بدون سرب، رکورد جهانی جدیدی را در این زمینه به ثبت برسانند. این موفقیت بزرگ، قدمی اساسی در راه توسعه فناوری های خورشیدی ایمن تر و سازگارتر با محیط زیست تلقی می شود.
این پژوهش که در مؤسسه استرالیایی زیست مهندسی و نانوفناوری (Australian Institute for Bioengineering and Nanotechnology – AIBN) و در مدرسه مهندسی شیمی دانشگاه کوئینزلند انجام شده، از پروسکایت های مبتنی بر قلع بهره برده است؛ ماده ای غیرسمی که به عنوان جایگزینی ایمن برای ترکیبات سربی در نسل جدید سلول های خورشیدی مطرح گردیده است.
پروفسور وانگ درباره ی این موفقیت اظهار داشت: «دستیابی به چنین کارآیی بالایی با بهره گیری از پروسکایت قلع که ماده ای غیرسمی است، نشان میدهد می توان به فناوری های خورشیدی با عملکرد بالا و در عین حال ایمن برای انسان و طبیعت رسید.»
پروسکایت ها سال هاست که به عنوان جایگزینی مقرون به صرفه و با بازده بالا برای سلول های خورشیدی سیلیکونی سنتی مورد توجه قرار گرفته اند. سلول های مبتنی بر سرب، موفقیت هایی چشم گیر در حوزه کارآیی (بیش از ۲۵ درصد) کسب کرده اند؛ اما نگرانی های گسترده ای در مورد سمیت سرب و اثرات مخرب زیست محیطی آن، جامعه علمی را به سوی یافتن گزینه های ایمن تر سوق داده است.
پروفسور وانگ در ادامه اضافه کرد: پروسکایت های سربی بااینکه کارآیی بالایی داشته اند، اما استفاده از سرب خطر آلودگی شدید محیط زیست را در پی دارد. یافته های ما با بهره گیری از قلع، راهکاری ایمن و امیدوارکننده ارائه می دهد؛ بدون آنکه عملکرد را فدای ایمنی نماییم.
یکی از چالش های بزرگ در استفاده از قلع بجای سرب، ناپایداری شیمیایی بالای قلع است. دکتر پنگ چن (Peng Chen)، پژوهشگر مؤسسه AIBN، درباره ی این مشکل توضیح داد: قلع به سرعت با اکسیژن واکنش می دهد و تخریب می شود؛ اتفاقی که کارآیی سلول و عمر عملکردی آنرا کم می کند. ما با بهره گیری از رویکرد شیمیایی کلوئیدی و استفاده از عنصر سزیم، نحوه تشکیل ماده را به دقت کنترل کردیم تا فیلم های با کیفیت تری از قلع تولید نماییم. این فیلم ها، سلول هایی پایدارتر و با بازده بالاتر را ممکن ساختند.
تیم تحقیقاتی دانشگاه کوئینزلند قبل تر نیز با بهره گیری از نقطه های کوانتومی، رکوردهای نوینی را در عرصه انرژی پاک ثبت کرده بود. حال با این موفقیت جدید، مسیر هموارتر شده است تا سلول های خورشیدی بدون سرب بتوانند در آینده ای نزدیک وارد بازارهای تجاری شوند.
پروفسور وانگ اظهار داشت: بزرگ ترین مانع در راه قلع، همیشه کارآیی پایین آن نسبت به سرب بوده است. حالا ما درحال کاهش این فاصله هستیم و افق های جدیدی را پیش روی فناوری خورشیدی می گشاییم. از پنل های منعطف گرفته تا کاربردهای داخلی در نور کم، این فناوری می تواند امکاناتی را فراهم آورد که با مواد مبتنی بر سرب ممکن نبود.
بااینکه این رکورد جهانی نویدبخش آینده ای درخشان است، اما محققان تأکید دارند که جهت استفاده تجاری از این فنآوری، باید دوام سلول ها افزایش یابد و فرایندهای تولید صنعتی بهینه شوند.
دکتر چن اظهار داشت: این رکورد نشان میدهد که ما درحال پشت سر گذاشتن موانع کلیدی استفاده از قلع هستیم. اما برای تجاری سازی، باید روی بهبود بیشتر پایداری و کارآیی تمرکز نماییم.
این تیم حال بر روی طراحی نسخه های قابل انعطاف از سلول ها، کاربردهای خانگی با شدت نور کم و سیستم هایی با امکان تولید در مقیاس انبوه تمرکز کرده است.
منبع: iagrp.ir
مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب