تلاش محققان برای ورود سلول‌های خورشیدی ارگانیک به کاربردهای نیروگاهی

یک تیم تحقیقاتی آلمانی- بریتانیایی ادعا کرده‌اند که سلول‌های خورشیدی ارگانیک (organic PV) می‌توانند به نقطه‌ای از بلوغ برسند که قابل‌قیاس با پنل‌های خورشیدی سیلیکون کریستال و لایه نازک ( thin-film) در بازار برق خورشیدی باشند. برای رسیدن به چنین جایگاهی، پنل‌های خورشیدی فتوولتاییک برپایه سلول‌های ارگانیک باید به‌ راندمان بالاتری دست پیدا کنند.

سلول‌های خورشیدی ارگانیک پتانسیل فوق‌العاده‌ای در کاربردهای خلاقانه و جدید فتوولتاییک دارند؛ به‌ویژه در کاربردهایی که مزایای سلول‌های خورشیدی ارگانیک مانند وزن کم، انعطاف‌پذیری و شفاف‌بودن می‌تواند اهمیت داشته باشد. بااین‌حال، دانشمندان در حال توسعه سلول‌های خورشیدی ارگانیک هستند تا بتوان از آن‌ها در نیروگاه‌های خورشیدی مقیاس بزرگ استفاده کرد.

این تیم تحقیقاتی بین‌المللی از دانشگاه آکسفورد انگلستان و دانشگاه فنی درسدن آلمان، در حال پژوهش روی کاربردهای فعلی و آینده سلول‌های خورشیدی ارگانیک هستند، دریافتند که جایگاه سلول‌های خورشیدی ارگانیک می‌تواند از استفاده محدود آن‌ها در سیستم‌های فتوولتاییک یکپارچه با ساختما (BIPV) و کاربرد در تجهیزات الکترونیکی قابل‌حمل فراتر رفته و برای تولید برق مقیاس بزرگ مورد توجه قرار گیرند.

پیشنهاد مطالعه: ساخت ماژول فتوولتاییک ارگانیک بزرگ با راندمان ۹.۵%

به گفته این پژوهشگران، در حال‌حاضر، سلول‌های خورشیدی ارگانیک در پارامترهای جریان اتصال کوتاه و ضریب پری توانایی رقابت با سلول‌های خورشیدی سیلیکون کریستال و لایه نازک را دارند؛ آن‌چیزی که تولید صنعتی آن‌ها را محدود کرده است، در واقع میزان کم ولتاژ مدار باز آن‌هاست.

شکل۱: نمودار چگالی جریان و ولتاژ بهترین سلول‌های خورشیدی حال حاضر سیلیکونی (۲۶/۷%)، گالیوم آرسناید (۲۹/۱%)، ارگانیک (۱۷/۶%) و پروسکایت (۲۵/۲%). اعداد داخل پرانتز نشانگر میزان راندمان است. (منبع: dvanced Energy Materials)

بررسی‌های محققان نشان می‌دهد که بهترین راهکار برای کاهش تلفات ولتاژ مدار باز در سلول‌های خورشیدی ارگانیک توجه به تلفات غیرتابشی است. افت ولتاژ در این سلول‌های خورشیدی بیش‌تر به‌دلیل بازترکیب حامل‌های بار الکتریکی تولید‌شده است و تنها به میزان اندکی به لزوم ایجاد یک انتقال الکترون برای جدایش اکسیتون‌ها، بستگی دارد.

پژوهشگران این تیم بین‌المللی افزودند که تحقیقات آینده باید در راستای افزایش پایداری طولانی‌مدت سلول‌های خورشیدی ارگانیک صورت گیرد.