ساخت راکتور تولید برق از سلول خورشیدی لایه نازک در ایران

محمود قرآن نویس گفت: یکی از تحقیقاتی که در این مرکز در حال پیگیری است در جهت پتانسیل تولید برق توسط سلول های خورشیدی لایه نازک است.

وی افزود: تحقیقات اولیه گروه خورشیدی در این مرکز نشان داد که روش​های مجهز به سیستم​های خلاء جهت رسیدن به سلول های خورشیدی، به راندمان بالا نیاز دارد.

رییس مرکز تحقیقات فیزیک پلاسما دانشگاه آزاد واحد علوم تحقیقات با بیان اینکه جلوگیری از ورود هرگونه ناخالصی در طول مراحل ساخت سلول خورشیدی تاثیر بسزایی در بازدهی نهایی خواهد داشت، افزود: در ساخت سلول خورشیدی نیاز به یافتن تکنولوژی است که بتوان تمامی مراحل لایه نشانی را بطور پیوسته و بدون شکست خلاء انجام داد.

وی در خصوص چالش این پروژه گفت: برای ساخت سلول خورشیدی با سرعت تولید بالا، کیفیت بالای محصول نهایی و کاهش هزینه تولید با تکنولوژی بالا نیاز است.

قرآن نویس با اشاره به اینکه از 2 سال پیش تحقیقات بر روی سلول های خورشیدی برای تولید برق در این آزمایشگاه آغاز شد، افزود: با توجه به پیچیدگی های این پروژه در طی سه ماه، مطالعات اولیه مبتنی بر امکان سنجی و ویژگی های ساخت سلول های خورشیدی لایه نازک متشکل از چهار لایه مختلف به شیوه کندوپاش (اسپاترینگ) تحت خلاء بالا و در محیط پلاسما، انجام شد.

وی افزود: در مرحله بعدی به تعیین ابعاد و مشخصات راکتور و طراحی آن به کمک «نرم افزار solid works» پرداخته شد. همچنین این دستگاه لایه نشانی با چهار تارگت، بطور کامل در مرکز تحقیقات فیزیک پلاسما و با استفاده از امکانات داخلی مرکز ساخته شده است.

رییس مرکز تحقیقات فیزیک پلاسما در خصوص ویژگی برجسته دستگاه لایه نشانی با چهار تارگت، توضیح داد و گفت: استفاده از چهار تارگت بجای یک تارگت در محفظه راکتور یکی از ویژگی های برجسته این دستگاه است که بنابراین امکان رسوب نشانی لایه ها با ترکیبات متفاوت بطور پیوسته و بدون شکست خلاء ایجاد می شود.

وی با بیان اینکه تنها تجهیزات اسپاترینگ (کندوپاش) با چنین مشخصاتی برای اولین بار در خاورمیانه بکار برده می شود، افزود: حضور میدانهای الکترومغناطیس و پلاسمای متمرکز شده در افزایش راندمان نهایی سلول خورشیدی تاثیر بسزایی داشته، به دلیل اینکه عدم حضور ناخالصی، چسبندگی بین لایه ای، یکنواختی ترکیب لایه ها و غیره از جمله عوامل بسیار مهم در تغییر راندمان هستند و همگی آنها توسط روش لایه نشانی پیشنهادی در این طرح، قابل حصول اند.

قرآن نویس گفت: اکنون پس از دو سال تلاش محققان این مرکز موفق به ساخت اولین نمونه آزمایشگاهی این سلول شده و در ادامه هدف گذاری های انجام گرفته وارد مرحله افزایش به بالاترین راندمان ممکن شده ایم.

پانل​های خورشیدی لایه نازک اولین و تنهاترین تکنولوژی فتوولتائیک هستند که با انواع سیلیکونی، با قیمت ارزان ترو پتانسیل تولید بالاتر در بازار وسایل فتوولتائیک وارد عرصه رقابت شده اند.

از میان مشخصات برجسته این دسته از سلول ها می توان، پایداری شیمیایی عناصر و دیاگرام فاز ساده برای شکل گیری این ترکیب، درحجم تولید بالا یاد کرد.

در حال حاضر وضعیت پیشرفت فناوری سیستم های فتوولتائیک لایه نازک در دنیا در مرحله تولید صنعتی قرار دارد. این سیستم ها از لحاظ قیمت و قابل دسترس بودن جهت نصب بر پشت بام های منازل و نیز امکان تولید سیستم های تامین انرژی زمینی در ابعاد بزرگ قابل توجه هستند.

بکارگیری شیشه های تجاری از جنس سودالایم در ساخت این پانلها یکی از دلایل کم هزینه بودن تولید این سیستم ها هستند.

به همین دلیل، سلول های خورشیدی لایه نازک معمولاً از زیرلایه های شیشه های سودالایمی (SLG) پوشش داده با الکترودهای شفاف (TCO) ساخته می شوند.

در حالیکه در آزمایشگاه های تحقیقاتی انواع گرانتر شیشه (شیشه های بدون سدیم مانند آلومینوسیلیکات یا بروسیلیکات) که دارای ویژگی های حرارتی و نوری بهتری هستند استفاده می شود.(مهر)