۱۴۰۳ جمعه ۱۱ آبان
افزايش بازدهي و پايداري سلول هاي خورشيدي پروسكايتي پايه كربن و استفاده از آن ها در فرآيند شكافت فوتوالكتروشيميايي آب

نام مسئول هسته:رضا کشاورزی

 تيم راهبري هسته:

رديف

نام و نام خانوادگي

مرتبه علمي

 گروه آموزشی 

عنوان برنامه تحقيقاتي جهت دار در گلستان

1

رضا کشاورزی

استادیار

 شیمی معدنی

نانومواد، تولید و ذخیره انرژی

2

اکبر اميدوار

استادیار

 شیمی معدنی

مدل سازي محاسباتي مواد نانو ساختار(ابزارهاي فوتوولتاييک، باتري ها، سوپر اتم ها، مواد نوري غير خطي)

3

پروفسور پنگ جائو

استاد

 

سلول هاي خورشیدی پروسکايتي

دانشجويان تحت راهنمايي تيم راهبري هسته :

رديف

نام و نام خانوادگي

مقطع

سال شروع تحصیل

عنوان پارسا

1

مهلاالسادات موسویان

دکتری

1400

سلول هاي خورشيدي پروسکايتي در شکافت فوتوالکتروشيميايي آب

2

فرزانه حاج شریفی

کارشناسی ارشد

1400

بررسي عملکرد سلول هاي خورشيدي پروسکايتي بر پايه ساختار اپال معکوس تيتانيا در شکافت فوتوالکتروشيميايي آب

3

فاطمه غياث

کارشناسي ارشد

1401

تهيه الکترودهاي کربني در سلول هاي خورشيدي پروسکايتي پايه کربن

4

فاطمه عبادت

کارشناسي ارشد

1401

لايه انتقال دهنده snO2 در سلول هاي خورشيدي پروسکايتي پايه کربن

5

زينب نوري

کارشناسي ارشد

1400

ساخت و مشخصه يابي سلول هاي خورشيدي پروسکايت پايدار بر پايه لايه هاي پروسکايت دو بعدي

برنامه پژوهشي هسته:

طراحی و ساخت مواد پیشرفته و استفاده ازآن ها در انرژی های تجدیدپذیر و پاک، به ویژه انرژی خورشیدی از اولویت های پژوهشی دانشکده می باشد. در این راستا سلول های خورشیدی فوتولتاییک نقش بسزایی ایفا می کنند.

احتمال وقوع بحران انرژی در جهان و نگرانی های ناشی از پایان پذیری سوخت های فسیلی، ضرورتهای زیست محیطی افزایش روز افزون مصرف انرژی و رشد جمعیت عوامل موثری هستند که توجه به منابع انرژی پاک و تجدیدپذیر به ویژه انرژی خورشیدی را شدت می بخشند. طبق گفته ی سازمان هواشناسی جهانی اقیانوس های جهان در سال 2021 از نظر دما واسیدی بودن به بالاترین حد خود از زمان ثبت رکوردها رسیده است. علت اصلی این موضوع تولید بی رویه ی گاز CO2ناشی از سوخت های فسیلی است. طبق برنامه ریزی های انجام شده توسط کشورهای توسعه یافته نظیر آمریکا، چین و کشورهای اروپایی تا سال 2050 با کاهش میزان تولید CO2 به حالت کربن خنثی (کربن صفر) خواهند رسید. انرژی خورشیدی و استفاده از آن در سلول های فوتوولتاییک در تولید برق نقش بسزایی در این راستا خواهند داشت. انرژی خورشیدی و استفاده از آن در سلول های فوتوولتاییک وتولید برق در کشور ما به دلیل وجود بیشترین روزهای آفتابی در سال و زمین مورد نیاز در کویرها، پتانسیل بالایی را داراست که باید از آن استفاده شود.

در حال حاضر از دوفناوری برای ساخت سلول های خورشیدی (فوتوولتاییک) استفاده میشود: فناوری نسل اول مربوط به سلول های سیلیکونی و فناوری نسل دوم مربوط به سلول­های نانوساختار نظیر سلول­های خورشیدی پروسکایتی و حساس شده با رنگ که شامل لایه نشانی نیمه هادی روی بسترهای شیشه و انعطاف پذیر است. بطور کلی هزینه ی مواد اولیه و ساخت در فناوری نسل دوم بسیار کمتر است، اما هنوز بازدهی سلول های نسل اول از نسل دوم بیشتر بوده وتلاش بشر بر افزایش بازدهی فناوری نسل دوم متمرکز شده است.. سلول های خورشیدی پروسکایتی رشد سریعی در افزایش بازدهی داشته اند طوری که از بازدهی حدود ۳ درصد در سال ۲۰۰۹ به بازدهی کنونی ۲۵.۶ درصد رسیده اند. در حال حاضر موضوع اصلی تحقیقات سلول های خورشیدی پروسکایتی افزایش پایداری برای تجاری سازی آنها است. این سلول ها در برابر عواملی همچون رطوبت و دما ناپایدارند. در سلول های خورشیدی پروسکایتی معمولی از الکترود طلا استفاده می شود که گرانقیمت بوده و یکی از عوامل ناپایداری خصوصا در برابر دمای بالا است. در این راستا کربن یک جایگزین مناسب بوده زیرا هم ارزان بوده و هم ماهیتا آبگریز است. نکته مهم در سلول های پایه کربنیْ بازدهی کمتر آن ها نسبت به سلول های پروسکایتی پایه طلاست.

این سلول ها به دو دسته ی مزوپوروس و مسطح (planar) تقسیم بندی می شوند. در سلول های مسطح یک لایه انتقال الکترون مزوپوروس حذف می شود که ارزش اقتصادی سلول خورشیدی را بالاتر می برد اما بازدهی کمتری نسبت به حالت مزوپوروس دارد. کربن مورد استفاده پژوهشگران معمولا تجاري است که مناسب براي اتصال در سطح تماس با پروسکايت نيست. لذا تهيه ي يک الکترود کربني مناسب و کارا از ضروريات اين نوع سلول ها مي باشد. همچنين بهينه سازي سطح پروسکايت و رشد بلور هاي آن براي اتصال مناسب با لايه کربني نيز از ديگر ملزومات است. لایه های انتقال بار در این سلول ها باید بهینه باشند تا عملکرد خوبی از خود نشان دهند.

از طرفي به دليل عملکرد بالاي سلول هاي خورشيدي پروسکايتي، با استفاده از الکترود کربني آبگريز مي توان اين سلول ها را مستقیما در شکافت فوتوالکتروشيميايي آب به منظور توليد هيدرو‌ژن به عنوان يک سوخت پاک جايگزين به کار برد.

تاریخ به روزرسانی:
1402/12/12
تعداد بازدید:
185
دانشگاه اصفهان
آدرس: اصفهان - خیابان هزار جریب - دانشگاه اصفهان - ساختمان مرکزی-طبقه سوم
کدپستی: ...........
E-mail:  Cent-lib@ui.ac.ir 
تلفن: 37932174 تلفکس: 36689918
Powered by DorsaPortal