محققان دانشگاه اصفهان با همکاری گروه‌های تحقیقاتی از آکادمی علوم چین و دانشگاه کالج لندن موفق به طراحی سلول‌های خورشیدی فوتوولتائیک پروسکایتی پایه کربن با بازدهی ۲۶ درصد شدند.

رضا کشاورزی، عضو هیئت علمی شیمی معدنی دانشگاه اصفهان و از محققین این پروژه در توضیح این طرح، اظهار کرد: سلول‌های خورشیدی پروسکایتی، نسل جدیدی از سلول‌های خورشیدی هستند که به دلیل رشد سریع در افزایش بازدهی توجه زیادی را به خود جلب کرده‌اند.

وی افزود: بازده این سلول‌ها از ۳.۸ درصد در سال ۲۰۰۹ به ۲۵.۷ درصد در سال ۲۰۲۱ رسیده که بسیار نزدیک به بازدهی سلول‌های خورشیدی تجاری سیلیکونی است.

عضو هیئت علمی شیمی معدنی دانشگاه اصفهان، مهم‌ترین چالش را عدم پایداری طولانی مدت دانست و گفت: در این نوع از سلول‌ها در کنار مواد معدنی پروسکایتی، از یک لایه طلا و یک لایه انتقال دهنده حفره (بار مثبت) استفاده شده که علاوه بر افزایش هزینه‌ها نقش به سزایی در عدم پایداری سلول‌ها دارد.

 وی افزود در این کار تحقیقاتی بین‌المللی، سلولی طراحی شده است که با جایگزین کردن کربن به جای لایه گران قیمت طلا و حذف لایه انتقال دهنده حفره، می‌توان به پایداری آنها افزود و از طرفی با اضافه کردن نانوذرات پلاسمونیکی به لایه فعال نوری سلول، بازدهی را افزایش داد.

 کشاورزی خاطرنشان کرد: در طراحی انجام شده، سلول خورشیدی پروسکایتی پایه کربن و بدون لایه انتقال دهنده حفره بازدهی ۱۹.۷۲ درصد حاصل کرد که با اضافه کردن یک لایه نازک۳۰ نانومتری  معدنی از جنس مس (I) تیوسیانات در فصل مشترک کربن و پروسکایت می توان بازدهی را به ۲۶.۵۸ درصد رساند.

وی ادامه داد: چنین سلول‌هایی، جایگزین‌های بسیار مناسبی از نظر اقتصادی برای سلول‌های خورشیدی ناپایدار پروسکایتی دارای لایه انتقال دهنده حفره و الکترود طلا هستند. 

رضا کشاورزی، عضو هیئت علمی دانشکده شیمی دانشگاه اصفهان، به همراه میرکاظم عمرانی، فارغ التحصیل کارشناسی ارشد رشته فیزیک دانشگاه اصفهان، مجتبی عبدی جالبی، استاد دانشگاه کالج لندن و پروفسور پنگ جائو از آکادمی علوم چین در این پروژه مشارکت داشتند.