محبوبترینها
مزایای آستر مدول الیاف سرامیکی یا زد بلوک
سررسید تبلیغاتی 1404 چگونه می‌تواند برندینگ کسب‌وکارتان را تقویت کند؟
چگونه با ثبت آگهی رایگان در سایت های نیازمندیها، کسب و کارتان را به دیگران معرفی کنید؟
بهترین لوله برای لوله کشی آب ساختمان
دانلود آهنگ های برتر ایرانی و خارجی 2024
ماندگاری بیشتر محصولات باغ شما با این روش ساده!
بارش‌های سیل‌آسا در راه است! آیا خانه شما آماده است؟
بارش‌های سیل‌آسا در راه است! آیا خانه شما آماده است؟
قیمت انواع دستگاه تصفیه آب خانگی در ایران
نمایش جنگ دینامیت شو در تهران [از بیوگرافی میلاد صالح پور تا خرید بلیط]
9 روش جرم گیری ماشین لباسشویی سامسونگ برای از بین بردن بوی بد
صفحه اول
آرشیو مطالب
ورود/عضویت
هواشناسی
قیمت طلا سکه و ارز
قیمت خودرو
مطالب در سایت شما
تبادل لینک
ارتباط با ما
مطالب سایت سرگرمی سبک زندگی سینما و تلویزیون فرهنگ و هنر پزشکی و سلامت اجتماع و خانواده تصویری دین و اندیشه ورزش اقتصادی سیاسی حوادث علم و فناوری سایتهای دانلود گوناگون
مطالب سایت سرگرمی سبک زندگی سینما و تلویزیون فرهنگ و هنر پزشکی و سلامت اجتماع و خانواده تصویری دین و اندیشه ورزش اقتصادی سیاسی حوادث علم و فناوری سایتهای دانلود گوناگون
آمار وبسایت
تعداد کل بازدیدها :
1854030977
سلول‌های خورشیدی در سایه نانوفناوری
واضح آرشیو وب فارسی:جام جم آنلاین:
سلول‌های خورشیدی در سایه نانوفناوری در دنیای امروز بشر برای تامین انرژی مورد نیاز خود از منابع گوناگونی بهره می‌گیرد که بخش عمده‌ای از این منابع را سوخت‌های فسیلی مانند نفت، زغال‌سنگ و گاز طبیعی تشکیل می‌دهد.
از این رو به نظر می رسد گسترش منابع تجدیدپذیر انرژی با هدف کاهش میزان انتشار گازهای آلاینده و بویژه دی اکسید کربن به عنوان متهم اصلی آلودگی هوا در کلانشهرها بیش از پیش ضرورت دارد. انرژی خورشیدی از منابع رایگان، پاک و عاری از هرگونه آلودگی است که پیامدهای زیست محیطی ناشی از مصرف سوخت های فسیلی را به حداقل ممکن می رساند. این منبع انرژی از دیرباز مورد استفاده بشر قرار گرفته است. در سال های اخیر با توجه به ضرورت جایگزینی منابع سوخت پاک و تجدیدپذیر، طراحی و ساخت سلول های خورشیدی به عنوان وسیله ای برای تبدیل مستقیم انرژی خورشیدی به الکتریسیته و بدون نیاز به منبع ولتاژ خارجی در بسیاری از پژوهشگاه ها و دانشگاه ها مورد توجه محققان قرار گرفته است. نسل چهارم سلول های خورشیدی در مسیر تولید به طور کلی می توان کاربرد سلول های خورشیدی را در تامین نیروی حرکتی ماهواره ها و سفینه های فضایی، تامین انرژی لازم برای ابزارهایی مانند ماشین حساب و ساعت که به ولتاژ کمی نیاز دارد و همچنین تامین نیروی لازم برای حرکت خودروها و قایق های کوچک خلاصه کرد. یکی دیگر از کاربردهای سلول های خورشیدی تهیه برق شهر توسط نیروگاه های فتوولتائیک است. در ساخت سلول های خورشیدی از مواد مختلفی استفاده می شود که بر این اساس عملکرد و هزینه ساخت سلول های خورشیدی متفاوت خواهد بود. این سلول ها به گونه ای طراحی و ساخته می شوند که طول موج های نور خورشید را که به سطح زمین می تابد، با بازده بالا به انرژی مفید تبدیل می کنند. امروزه بیشترین سلول های خورشیدی تجاری از سیلیکون ساخته می شوند و این در حالی است که استفاده از سیلیکون در ساخت سلول های خورشیدی با توجه به قیمت بالای آن با محدودیت هایی همراه است. سلول های خورشیدی حساس شده با رنگ نمونه ای جدید از سلول های خورشیدی است که با هدف کاهش هزینه ها و افزایش عملکرد طراحی و ساخته شده است. تولید این گروه از سلول های خورشیدی در مقایسه با سلول های خورشیدی معدنی هزینه کمتری دارد و سبک و انعطاف پذیر است. با توجه به هزینه های پایین، نبود پیچیدگی های ساختاری، بازده خوب و پایداری طولانی مدت سلول های خورشیدی حساس شده با رنگ، در دو دهه اخیر پیشرفت های قابل توجهی را در حوزه این فناوری شاهد بوده ایم. در کشور ما نیز در این حوزه تحقیقاتی انجام شده است. بتازگی گروهی از محققان دانشگاه صنعتی اصفهان در تحقیقات خود موفق به ساخت نانوکامپوزیتی شده اند که می تواند در ساخت فوتوکاتالیست های حساس به نور کاربرد داشته باشد. دکتر محمدحسین حبیبی، عضو هیات علمی دانشگاه صنعتی اصفهان در توضیح این طرح تحقیقاتی این طور می گوید: سلول های خورشیدی حساس شده با رنگ نمونه ای از سلول های خورشیدی ارزان قیمت است. اساس کار این سلول خورشیدی یک نیمه رساناست که از یک آنُد حساس به نور و یک محلول الکترولیت تشکیل می شود. جذب نور توسط یک ماده رنگی موجب برانگیخته شدن الکترون ها می شود. در این سلول های خورشیدی یک چرخه انتقال الکترون ایجاد می شود که الکترولیت در آن نقش مهمی دارد و درنهایت در این چرخه الکترون ها به مولکول های رنگ باز می گردند. به این ترتیب نور خورشید توسط این سلول های خورشیدی به الکتریسیته تبدیل می شود. وی درباره ویژگی متمایز سلول های خورشیدی حساس به رنگ می گوید: این سلول های خورشیدی که اکنون در بازار عمدتا از جنس سیلیکون است. از آنجا که باید در ساخت این گروه از سلول های خورشیدی از سیلیکون خالص 99.999 استفاده شود، ساخت این سلول ها مستلزم بهره گیری از فناوری بسیار پیچیده ای است و اکنون ما در کشور به این فناوری دسترسی نداریم. از سوی دیگر این فناوری با معایبی نیز همراه است. یکی از این معایب این است که بشدت آلوده کننده محیط زیست است. علاوه بر این راندمان این گروه از سلول های خورشیدی پایین است و تبدیل انرژی خورشیدی به انرژی الکتریکی با این سلول های خورشیدی اقتصادی نیست. به همین علت ایده ساخت سلول های خورشیدی نسل دوم و سوم با هدف از میان برداشتن این محدودیت ها مورد توجه قرار گرفته است. این سلول های خورشیدی که ما در این دانشگاه درباره آنها تحقیقاتی را انجام داده ایم، سلول های خورشیدی نسل چهارم است که حساس به رنگ هستند و معایب و مشکلات سلول های خورشیدی سیلیکونی را ندارند. به طور کلی ساخت سلول های خورشیدی حساس به رنگ به فناوری پیچیده ای نیاز ندارد و می توان در هر آزمایشگاهی آنها را تولید کرد. علاوه بر این نسل چهارم سلول های خورشیدی از نظر عملکرد نیز وضع مناسبی دارند و پیامدهای زیست محیطی همراه ندارند. به همین دلیل این طرح تحقیقاتی در دانشگاه صنعتی اصفهان مورد توجه قرار گرفته است. با توجه به این که ترکیبات نانوساختار راندمان بالایی دارند به نظر می رسد استفاده از این ترکیبات در ساخت سلول های خورشیدی می تواند راهکار مناسبی برای افزایش راندمان سلول های خورشیدی باشد. از بین ترکیبات نانوساختار، نانوکامپوزیت ها را با هدف افزایش بهره وری انتخاب کرده ایم. یکی از مشکلات این سلول های خورشیدی است که در آنها بازترکیب یا تبدیل الکترون ـ حفره بالاست و باید به روشی مانع از ایجاد این بازترکیب شویم تا بتوانیم بهره وری سلول های خورشیدی را افزایش دهیم. از آزمایشگاه تا تولید صنعتی عضو هیات علمی دانشگاه صنعتی اصفهان با اشاره به نقش نانوکامپوزیت ها در افزایش عملکرد سلول های خورشیدی می افزاید: نانوکامپوزیتی که در این طرح تحقیقاتی از آن استفاده کرده ایم نانوکامپوزیت مس ـ کبالتیت است. سلول های خورشیدی حساس به رنگ ترکیبات نیمه هادی هستند و خودشان نور مرئی را نمی توانند جذب کنند به همین علت روی این ترکیبات نیمه هادی پوشش رنگی قرار می دهیم تا بتواند نور مرئی خورشید را جذب کند. این رنگ ها آلی هستند و رنگ های صنعتی در ساخت این سلول های خورشیدی قابل استفاده نیست. این پوشش رنگی می تواند محدوده وسیعی از تابش نور خورشید را جذب کند و بر این اساس عملکرد سلول های خورشیدی افزایش پیدا می کند. از این سلول های خورشیدی همان طور که از نامشان پیداست در ساخت پنل هایی استفاده می شود که نورخورشید را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند. اگر این طرح به مرحله صنعتی برسد می تواند در کاهش هزینه های تولید سلول های خورشیدی نقش بسیار مهمی داشته باشد؛ البته رسیدن به این موفقیت مستلزم از میان برداشتن محدودیت های علمی موجود است. اکنون از سلول های خورشیدی سیلیکونی استفاده می شود و سلول های خورشیدی حساس به رنگ هنوز وارد بازار نشده است. همچنان محدودیت های علمی وجود دارد که باید بتدریج این محدودیت ها را از میان برداشت. به این ترتیب می توان گفت سلول های خورشیدی حساس به رنگ جایگزین مناسبی برای سلول های خورشیدی سیلیکونی خواهد بود که نه تنها تولید آن از نظر اقتصادی مقرون به صرفه است، بلکه در هر آزمایشگاهی قابل تولید است و آلودگی محیط زیستی به همراه ندارد. نخستین قدم از میان برداشتن محدودیت های علمی است. محققان در سراسر دنیا در تلاش هستند در آینده ای نزدیک این محدودیت ها را از میان برداشته و این سلول های خورشیدی نسل چهارم را به مرحله تولید صنعتی برسانند. وی با اشاره به ضرورت رفع موانع و محدودیت های موجود در این زمینه می گوید: اکنون این سلول های خورشیدی در شرایط آزمایشگاهی تولید شده و مورد آزمایش قرار گرفته است. برای رسیدن به این مرحله صنعتی باید محدودیت های علمی برطرف شود. در این سلول های خورشیدی حساس به رنگ برخلاف سلول های خورشیدی سیلیکونی که بهره وری آنها حدود 30 تا 40 درصد است از نظر تئوری هیچ محدودیتی برای افزایش عمکرد و بازده آنها وجود ندارد، اما باید موانع و مشکلات موجود برطرف شود تا بتوان در عمل نیز به چنین قابلیتی دست پیدا کرد. در دنیا هنوز محققان نتوانسته اند سلول های خورشیدی حساس به رنگ با چنین بهره وری تولید کنند. از نتیجه نهایی این طرح تحقیقاتی می توان در صنایع مختلف از صنایع الکتریکی تا صنایع شیمیایی بهره گرفت. با توجه به کمبود منابع سوخت های فسیلی و آلودگی ناشی از این سوخت های استفاده از انرژی خورشیدی به عنوان منبعی ارزان و پاک مورد توجه قرار گرفته است. سلول های خورشیدی بدون ایجاد آلودگی انرژی خورشیدی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند و باید در ساخت آنها از موادی استفاده کرد که در دسترس و ارزان قیمت باشد، کارایی بالایی داشته باشد و آلودگی های زیست محیطی همراه نداشته باشد. بررسی های انجام شده نشان داده است نانوکامپوزیت تولید شده می تواند در افزایش کارایی سلول های خورشیدی تاثیرگذار باشد. فرانک فراهانی جم / گروه دانش
یکشنبه 3 خرداد 1394 ساعت 05:00
این صفحه را در گوگل محبوب کنید
[ارسال شده از: جام جم آنلاین]
[مشاهده در: www.jamejamonline.ir]
[تعداد بازديد از اين مطلب: 81]
-
گوناگون
پربازدیدترینها