رفتن به محتوای اصلی
گروه تحقیقاتی سان لب
۰2128426303 info@sun-lab.ir
ماده پروسکایت بدون سرب

ماده پروسکایت بدون سرب

سلول‌های خورشیدی پروسکایت بالاترین بازده تبدیل نوری در مقایسه با سلول‌های خورشیدی کریستال سیلیکون، یعنی حدود ۲۲ درصد را دارند. به علاوه، سلول‌های مبتنی بر پروسکایت می‌توانند در دماهای پایین ساخته شوند، که کاهش چشم‌گیری را در هزینه به همراه دارد.

اما این مواد پروسکایت هیبریدی آلی و غیرآلی، پایداری پایینی را از خود نشان می‌دهند، که در نهایت عملکردشان را کاهش داده و آن‌ها را برای استفاده بلند مدت نامناسب می‌سازد. همچنین، این مواد حاوی سرب بوده که برای محیط زیست مضر می‌باشند.

در این خصوص، تیمی به سرپرستی پروفسور Hyungjun Kim از دپارتمان شیمی KAIST و پروفسور Min Seok Jang از دانشکده مهندسی برق، ماده پروسکایت Cs2Au2I6، که تنها از مواد غیرآلی ساخته شده‌اند را ارائه داده و سازگاری آن برای کاربرد در دستگاه‌های خورشیدی با صفحات نازک را بررسی کردند. پژوهش‌های نظری نشان می‌دهند که این ماده جدید پروسکایت نه تنها در مقایسه با مواد پروسکایت سنتی به همان اندازه اثربخش است، بلکه پایدارتر بوده و بیشتر دوست‌دار محیط زیست به شمار می‌رود.

در این مطالعه، تیم پژوهشی، چهارچوب‌های شبیه‌سازی مولتی فیزیکی و چند مقیاسی ساختند. محاسبات کوانتومی نخستین اصل مقیاس اتمی برای مطالعه‌ ویژگی‌های نوری ماده ارائه شده انجام شد و شبیه‌سازی‌های الکترومغناطیسی در مقیاس دستگاه، برای نشان دادن این که این ماده قطعاً در سطح دستگاهی، به عنوان یک ماده فتوولتائیک مطمئن عمل می‌کند یا خیر، صورت پذیرفت.

از این نقطه به بعد، تیم برای گسترش پژوهش در دو جهت برنامه‌ریزی کرده‌اند:

۱. مطالعه تجربی برای مشخص کردن کاربرد مواد پروسکایت در سلول‌های خورشیدی واقعی؛

۲. آنالیز تئوریک جهت کشف مواد بهینه و بسیار پایدار برای سلول‌های خورشیدی.

گروه پژوهشی اعلام کرده است: «مواد پروسکایت بسیار مؤثر هستند، اما برای این‌که آن‌ها را کاملاً با سلول‌های خورشیدی سنتی جایگزین کنیم، نخست باید مشکلات پایداری و سمیت آن‌ها حل شود.» آن‌ها هم‌چنین انتظار دارند این پژوهش بتواند مطالعات مرتبط را برای دست‌یابی به مواد پروسکایت با بازده بسیار بالا و دوست‌دار محیط‌زیست، سرعت بخشد.

برگشت به بالا