سلول های خورشیدی

برای فردایی بهتر...

تکنیک جریان - ولتاژ ( I-V )

در این مطلب می خواهم ابتدا آنالیز جریان- ولتاژ را به طور کامل توضیح دهم و سپس به ترتیب انواع آنالیزهایی که می توان از یک سلول خورشیدی گرفت را توضیح خواهم داد.

 

http://upcity.ir/images2/35500343894207295170.jpg

 

اولین و مهم ترین آنالیزی که از تمام سلول های خورشیدی (سیلیکونی، لایه نازک و نانوساختاری) می توان تهیه کرد، آنالیز جریان – ولتاژ می باشد. با استفاده از این آنالیز می توان فاکتورهای مهم سلول از جمله بازده ی تبدیل سلول را محاسبه نمود.

قبل هر آنالیزی برای سلول های خورشیدی رنگدانه ای باید این آنالیز را در شرایط استاندار انجام داد. این شرایط استاندارد شامل:

  1. نوری که به سلول خورشیدی تابیده می شود باید در حالت Air Mass 1.5 باشد.

    Air Mass، یعنی مقداری از توده ی هوا که نور خورشید قبل از اینکه به سطح زمین برسد، با آن در تماس بوده است. چون جو دارای مقداری هوا است لذا هر قدر نور خورشید میزان بیشتری از اتمسفر را ببیند شدتش کاهش می یابد. Air Mass 0 مطابق شکل جایی یا شدتی تعریف می شود که، نور خورشید در خارج اتمسفر با زاویه عمود تابیده شود و در حالت Air Mass 1.5 یعنی جاییکه زاویه تابش نور خورشید به سطح زمین 48.2 درجه باشد.


    http://upcity.ir/images2/52060864781369497944.jpg
  2. محدوده ی طول موج نوری که به سلول می رسد در ناحیه مرئی 400 تا 700 نانومتر باشد.
  3. توان نوری که به سلول خورشیدی می رسد mv/cm2  100 باشد.

شبیه ساز نورخورشید (Solar simulator)

شبیه ساز نور خورشیدی، دستگاهی است که شرایط استاندار را برای گرفتن آنالیز جریان- ولتاژ فراهم می کند. این دستگاه معمولاً از یک لامپ زنون تشکیل شده است که در مقابل آن فیلتری قرار می دهیم تا نور پس از عبور از این فیلتر طیف نور خورشید را در اختیار ما قرار دهد و تا حد امکان امواج فروسرخ را حذف کند. زیرا که امواج فروسرخ دمای محیط را افزایش می دهد و این امر باعث می شود که کلیه ی داده هایی که از سلول خورشیدی بدست می آوریم قابل قبول نباشد. پس لازم است که این دستگاه دارای یک فن باشد که محیط کار را خنک نگاه دارد. در شکل زیر نمودار طیفی که این دستگاه در شرایط استاندارد در اختیار ما قرار می دهد، نشان داده شده است.

http://upcity.ir/images2/76131186157115886870.png

نحوه ی انجام آنالیز جریان- ولتاژ

به منظور انجام این آنالیز، ابتدا میزان جریان و ولتاژ سلول خورشیدی که تهیه کردیم را در حالت تاریکی می یابیم. بدین منظور یک روپوشی بر روی سلول خورشیدی قرار می دهیم و جریان و ولتاژ را در این حالت با استفاده از یک مولتی متر می خوانیم. سپس روپوش را از روی سلول خورشیدی که باعث تاریکی آن شده بود برداشته و به آن نور می تابانیم. این امر سبب می شود تا جریان بالا رفته که این امر به دلیل تبدیل فوتون به جریان است.

در حالت کلی برای اندازه گیری جریان و ولتاژ دو راهکار داریم:

  1. استفاده از دستگاه potentiostat/ galvanostat 
  2. با استفاده از رئوستا

 

استفاده از دستگاه  potentiostat/ galvanostat

این دستگاه می تواند روبشی از جریان و ولتاژ را در اختیار ما قرار دهد. در این حالت ابتدا از ولتاژ مدار باز، یعنی جایی که جریان سلول خورشیدی صفر است، شروع می کنیم و به سمت ولتاژ صفر می رویم. این قسمت را دستگاه خودش روبش می کند. البته این روش از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نمی باشد. شکل زیر تصویری این دستگاه می باشد.

http://upcity.ir/images2/73376190744660198212.jpg

با استفاده از رئوستا

این تکنیک نسبت به تکنیک قبلی ساده تر است، که با یک رئوستا مقاومت متغیر بر سر راه سلول خورشیدی قرار می دهیم و از حالت جریان مدار باز، یعنی حالتی که ولتاژ سلول خورشیدی صفر است، شروع می کنیم به افزایش مقاومت، تا به حالت جریان صفر برسیم. در حقیقت مداری مطابق شکل تشکیل می دهیم و با اعمال مقاومت های مختلف، ابتدا جریان و سپس ولتاژ را با استفاده از یک مولتی متر می خوانیم و اطلاعات بدست آمده را در جدولی مطابق زیر تنظیم می نماییم. در مرحله بعد نمودار جریان بر حسب ولتاژ را رسم می نماییم.

 

http://upcity.ir/images2/41793483941020303140.png

http://upcity.ir/images2/26142400060082394092.png

 

در نهایت از هر دو راهکار به نموداری مشابه شکل زیر می رسیم که به نمودار جریان- ولتاژ مشهور است.

http://upcity.ir/images2/13610415421275764125.gif

حال با داشتن جریان و ولتاژ می توانیم بازده و عامل پرشدگی ( FF ) را با توجه به روابط محاسبه کنیم. البته برای هر دو راهکار می توان از این روابط بهره گرفت. بازده و عامل پرشدگی دو فاکتور خیلی مهم در مورد سلول های خورشیدی می باشند. می دانیم که حاصلضرب جریان در ولتاژ، توان را می دهد. بنابراین توان بیشینه (توانی که سلول خورشیدی تولید می کند)، نقطه ای تعریف می شود که حاصلضرب جریان در ولتاژ، بیشینه است. یعنی مکانی که ما بیشترین توان را از سلول خورشیدی بدست آوردیم.

http://upcity.ir/images2/08433278755968729374.png

همچنین عامل پرشدگی(عامل فاکتور) از نظر عددی برابر نسبت Pmax / Voc* Isc  و بنابراین معیاری از مقاومت درونی سلول است. این فاکتور در حالت ایده آل برابر یک می باشد. در مورد سلول های خورشیدی سیلیکونی عامل پرشدگی 0.8 است و برای سلول های خورشیدی رنگدانه ای حدود 0.7 است. از طرفی اگر عامل پرشدگی کمتر از 0.6 باشد، نشان دهنده این است که در داخل سلول خورشیدی ما، بازترکیب رخ می دهد یعنی الکترون ها و حفره ها پس از تولید مجدداً در داخل سلول ترکیب شده و به مدار خارجی منتقل نمی شوند.

در آینده سایر تکنیک های فوق العاده مهم و کارامد را همراه با فیزیک و دستگاه، توضیح خواهم داد.

+ نوشته شده در  چهارشنبه هفتم خرداد 1393ساعت 23:11  توسط فشکی  | 

نحوه ساخت سلول های خورشیدی رنگدانه ای

در این مطلب می خواهم به طور مختصر مراحل تهیه ی یک سلول خورشیدی رنگدانه ای را توضیح دهم.

همانطور که در مطالب قبلی گفته شد، یک سلول خورشیدی نوعی از دو الکترود (کاتد و آند) تشکیل شده است. این الکترودها در سلول های خورشیدی رنگدانه ای به نام الکترود کار (آند) و الکترود پلاتین (کاتد) می باشند. الکترود کار معمولاً شامل نانوذرات TiO2با ابعاد 20nm می باشد. این نانوذرات TiO2 به روش های متفاوتی مانند سل-ژل و هایدروترمال سنتز می شوند. در مرحله ی بعد این نانوذرات بر روی زیرلایه ای رسانا و معمولاً شیشه هایی به نام FTO به روش های متفاوتی جایگذاری می شوند. از جمله ی روش های جایگذاری، روش Doctor-Blade  را می توان نام برد. در این روش خمیر تهیه شده از نانوذرات به وسیله ی چسب اسکاچ به عنوان نگهدارنده بر روی زیرلایه جایگذاری می شود. ضخامت بهینه شامل نانوذرات حدود 12 میکرومتر می باشد. سپس لایه ی مربعی شکل شامل نانوذرات TiO2 در محلول رنگ قرار داده می شود.


77361158895473361545.jpg


اکنون الکترود کار آماده شده است. به منظور تهیه ی الکترود پلاتین (کاتد)، نانوذرات پلاتین را بر روی شیشه ی رسانای FTO که شامل سوراخی به منظور تزریق الکترولیت می باشد، لایه نشانی می شود.

در نهایت این دو الکترود توسط اسپیسر ترموپلاست به یکدیگر متصل می شوند.


24292485389833876142.png


93746202543338492675.jpg


محیط ما بین این دو الکترود با الکترولیت پر می شود. در واقع الکترولیت نقش احیای رنگ و به عنوان منبع الکترون می باشد. در نهایت سوراخی که منظور تزریق الکترولیت ایجاد شده بود بسته می شود.


67674990881653705883.jpg

شکل بالا تصویری از یک سلول خورشیدی رنگدانه ای نوعی را نشان می دهد. اکنون سلول به منظور انجام آنالیزهای مشخصه یابی آماده شده است.

در آینده، در مورد انواع آنالیزهایی که می توان از یک سلول خورشیدی رنگدانه ای گرفت و اساس عملکرد آن ها صحبت خواهم کرد.

+ نوشته شده در  چهارشنبه بیست و پنجم دی 1392ساعت 14:58  توسط فشکی  | 

انواع سلول های خورشیدی نانوساختاری

امروزه اکثر سلول های خورشیدی مورد استفاده در دنیا از نوع سیلیکونی می باشند. هزینه های بالای مواد مورد استفاده و فرایندهای ساخت این سلول ها، استفاده ی وسیع از این نوع سلول ها را ناممکن ساخته است. هم چنین انتظار می رود منبع خوراک سیلیکون در آینده ای نزدیک کاهش یابد.

44886506366964869650.jpg

بنابراین مواد نانوساختاری و لایه نازک جایگزین مواد توده ای شد، تا معایب این دسته از سلول ها برطرف شود. انواع سلول های خورشیدی نانوساختاری شامل: 1. سلول های خورشیدی رنگدانه ای، 2. سلول های خورشیدی مبتنی بر نقاط کوانتومی و 3. سلول های خورشیدی آلی و پلیمری می باشند.

+ نوشته شده در  یکشنبه پانزدهم دی 1392ساعت 17:34  توسط فشکی  | 

کاربردهای جالب از سلول های خورشیدی



Solar Powered Camping Tent
image092.jpg


Solar Charges + Window Stickies
image070.jpg



Solar rocking chair
image036.jpg



Solar Charging while Parking
image012.jpg

+ نوشته شده در  یکشنبه هشتم دی 1392ساعت 15:38  توسط فشکی  | 

کره های توخالی TiO2

با سلام

در این مطلب می خواهم کمی در مورد کره های توخالی TiO2 و کاربرد آن ها در سلول های خورشیدی رنگدانه ای بحث کنم.

یکی از بزرگترین چالش های محققان در زمینه ی سلول های خورشیدی، افزایش بازدهی این سلول ها می باشد. در واقع همواره به دنبال استفاده از موادی هستیم که تا حد زیادی بازده سلول را بالا ببریم، تا اینکه درصد بسیار زیادی از انرژی خورشیدی را به الکتریسته تبدیل کرده و هزینه های آن با انرژی حاصل از سوخت های فسیلی قابل مقایسه شود. در این میان نانوکره های توخالی TiO2 جز موادی هستند که به دلیل ویژگی های منحصربه فردی که دارند به نوعی بازده سلول ها را افزایش می دهند.

همانطور که می دانیم ساختار یک سلول خورشیدی رنگدانه ای نوعی، مشابه شماتیک زیر است:



picture3.png



الکترود کار شامل نانوذرات TiO2 با ابعاد کمتر از 20nm می باشد. این لایه معمولاً شفاف بوده و به هنگام ورود نور به داخل آن ها، درصد بسیار زیادی از نور از دست می رود. بنابراین بهره گیری از یک لایه ی پراکننده ی نور بر روی این لایه ی شفاف تا حدود زیادی مدیرت نور در سلول را افزایش می دهد. این امر نیز باعث افزایش بازدهی این سول ها می گردد.

نانوکره های توخالی TiO2 دارای این ویژگی هستند که به هنگام ورود نور مرئی به داخل این ساختار پدیده ی انعکاس کلی در درون آن رخ می دهد و دوباره این نور ورودی به داخل لایه بازتاب می شود. در واقع همانند آینه عمل می کند. بنابراین نور از دست رفته دوباره به داخل سلول منعکس می شود و بازده افزایش می یابد چون نور اتلافی حذف شده است.


picture4.png 

همانطور که در شکل بالا مشاهده می کنید نحوه ورود و انعکاس نور در داخل این ساختار ها نشان داده شده است.

این کره های توخالی TiO2 به روش های متفاوت و با استفاده از پیش ماده های TiO2 متفاوت تهیه می شوند. که ما توانستیم این کره های توخالی را در آزمایشگاه تهیه کرده با ابعاد متفاوت و به عنوان پراکننده ی نور در فوتوآند سلول های خورشیدی رنگدانه ای بهره گرفتیم.

+ نوشته شده در  یکشنبه هشتم دی 1392ساعت 15:23  توسط فشکی  | 

The High Efficiency DSSCs

سلام

دیروز از پایان نامه ی ارشدم دفاع کردم و پس از پایان یافتن لود کاری بالا، وقت کردم تا کمی در مورد بازدهی حدود 10% که تو آزمایشگاهمون رسیدیم براتون مطلب بزارم.

این بازدهی با بهره گیری از لایه ی پراکننده ی نور در فوتوآند سلول های خورشیدی رنگدانه ای می باشد. در واقع لایه پراکننده ی نور شامل کره های توخالی TiO2 با ابعاد 700nm می باشد. این کره های توخالی در ابعاد متفاوت 400nm و 600nm نیز به عنوان لایه ی پراکننده ی نور استفاده شدند و با رخ دادن پدیده ی بازتاب کلی در داخل این ساختار به نوعی مدیرت نور را افزایش می دهیم و مانع از اتلاف انرژی می شویم. در بهینه حالت سلول خورشیدی دارای افزایش حدود 50% بازدهی نسبت به سلول خورشیدی رنگدانه ای که فوتوآند آن تنها شامل لایه ی شفاف از نانوذرات TiO2 با ابعاد 20nm می باشد.


picture2.png

+ نوشته شده در  دوشنبه بیست و پنجم آذر 1392ساعت 17:26  توسط فشکی  | 

آغازی دوباره

با نام و یاد خدا و سلام به همه شما عزیزان

بعد از مدتها دوباره قصد فعال کردن وبلاگ رو دارم...اما خوب طبیعیه که شاید لود کاری اجازه خیلی اکتیو بودن (مث اوایل کار وبلاگ) رو نده.

اون اوایل بیشتر نتایج کار دیگران رو گزارش می کردیم ولی خوب از این به بعد نتایج کار خودمون رو ارایه میکنیم. این باعث افتخار ماست که در کشورمون تونستیم با حداقل امکانات به بازدهی تقریبا ۱۰ درصدی برای سلول های خورشیدی رنگدانه ای برسیم و این از الطاف خداوند هست.

راجع به بازدهی ۹.۵ درصد بعدا خانم فشکی مفصلا توضیح خواهند داد.

اما من میخوام امروز رسیدن به بازدهی ۶.۴ درصد برای این سلولها به روش لایه نشانی الکتروفورتیک رو به اطلاع شما برسونم که این یک موفقیت بزرگ هست.

لایه نشانی تیتانیم دی اکسید به روش الکتروفورتیک همیشه با مشکلاتی از جمله ترک برداشتن لایه ها همراه بوده ولی ما با اصلاح این روش به لطف خدا و کمک های دکتر مرندی تونستیم به یک پیشرفت محسوس دستیابیم.

این روش به خاطر سهولت لایه نشانی، همیشه مدنظر صنعت گران در عرصه های مختلف هست چرا که امکان صنعتی شدن اون به مراتب از روش های دیگه آسان تره.

به امید روزی که این سلول ها بر پشت بام هه خانه های ایران برق تولید کنه......

+ نوشته شده در  دوشنبه یازدهم شهریور 1392ساعت 19:38  توسط پیرهادی  | 

با عرض سلام 

عضو جدید هستم و خوشحالم که می توانم اطلاعاتی در رابطه با سلول های خورشیدی رنگدانه ای در اختیار شما قرار دهم...

+ نوشته شده در  یکشنبه نوزدهم خرداد 1392ساعت 17:43  توسط فشکی  | 

پیشرفت

پنج شنبه هفته گذشته دومین کنفرانس سلول های خورشیدی نانوساختار در دانشگاه صنعتی شریف برگزار شد و نتایج نشان میداد که خدا رو شکر رشد این فیلد کاری به سرعت رو به توسعه است.

خیلی خوشحالم و امیدوارم این تحقیقات به ثمر بنشینه و ما روزی بتونیم سلول های خورشیدی با بازدهی های بالا رو در کشورمون بسازیم و پشت بام های خانه های ایران پر از پنل های ساخت ایران بشه.

انشاا...

+ نوشته شده در  سه شنبه دوم آبان 1391ساعت 17:34  توسط پیرهادی 

تقدیر و تشکر

سلام به همه بازدیدکنندگان خوب وبلاگ

قبل از هر صحبتی باید از همه شما تشکر کنم چرا که هر چند نظرسنجی وبلاگ بسته بود ولی هر بار که ایمیلی میرسید من رو شرمنده خودتون می کردید.

تو این مدت هر چند که مشغله بسیار داشتیم ونرسیدیم وبلاگ رو آپ کنیم اما وقتی میام و می بینم بازدید وبلاگ همچنان بالاست و در صفحه گوگل همچنان صدرنشینه انرژی مثبت می گیرم. هر زمانی اجساس کردید که حقیر می تونم و باید کمکتون کنم تردید نکنید و ایمیل بزنید. برای من باعث افتخاره اگر بتونم به شما عزیزان کمک کنم.

امیدوارم به زودی زود دوباره با دوستانم این وبلاگ رو مث روزهای اولش پر جنب و جوش و فعال کنیم.

ارادتمند همیشگی شما عزیزان

پیرهادی

+ نوشته شده در  سه شنبه سیزدهم تیر 1391ساعت 19:48  توسط پیرهادی  | 

بدلیل ضیق وقت نویسندگان بدلیل کارهای پژوهشی برای ثبت مطالب بیشتر، اگر اطلاعات این وبلاگ برای شما کافی نیست میتونید با ایمیل زیر تماس بگیرید.

masood.pirhadi@gmail.com

+ نوشته شده در  چهارشنبه ششم اردیبهشت 1391ساعت 12:21  توسط پیرهادی  | 

شهر خورشیدی شناور

عکس زیبا و با کیفیت از شهر شناور - طراحی مدرن و زیبای آن واقعا دلفریب است، گنجایش این شهر شناور 50,000 خانه می‌باشد که شهری است برای سال 2100، انرژی این شهر از طریق انرژی خورشیدی تامین می‌شود و شهری سبز است و سوخت‌ها در آن جایی ندارند. 
این شهر قرار است در دبی ساخته شود.

+ نوشته شده در  دوشنبه هجدهم مرداد 1389ساعت 10:6  توسط امیر دهقانی 

دهکده خورشیدی

ببخشید اگر این روزها کمتر مطلبی از ما در این وبلاگ میبینید . مشغله های کارهای تحقیقاتی به شدت فعالیت ما در وبلاگ رو تحت شعاع قرار داده . به هر حال مطلبی که در ادامه میخونید در نشریه سازمان انرژی های نو –آبان ماه به چاپ رسیده...

نخستين دهكده خورشيدى پس از طى 2سال مراحل آماده سازى خود را به اتمام رسانده و در ايالت واشنگتن به معرض نمايشقرار داده شد.

20خانه خورشيدى است توسط تيمهاى اين دهكده كه دارای دانشجويان معمارى از كشورهاى امريكا،كانادا و پورتوريكو وكشورهاى اروپايى با سيستم اتوماسيون ساخته شده است كه مىتوان روشنايى خانه، سيستم گرمايش و سرمايش و پنجره هاى آن را به وسيله يك صفحه نمايش لمسى و يا از طريق گوشىهاى هوشمند برنامه ريزى كرد.

در اين دهكده خورشيدى گروهي از دانشجويان از سيستم پمپهاي حرارتي خورشيدى براي گرمايش و سرمايش به طورمجزا استفاده كردند كه به اين وسيله از هدر رفتن انرژي از طريق كانا لها جلوگيري م ىشود.

در ميان طر حهاى ابداعى در اين دهكده، طرح دانشجويان تيم دانشگاه آريزونا بسيار جالب بوده است. اين خانه از ديوارهاى آبی ساخته شده كه به عنوان گيرندههاى حرارت خورشيد مورد استفاده قرار مىگيرند. اين ديوارها از لايه هاى شيشه اى و آب تشكيل شده اند به طورى كه حرارت از شيشه به آب رسيده و هواى ميان دو

لايه شيشه اى را گرم مىكند. در شب كه درجه حرارت هوا كاهش پيدا مىكند هواى گرم نمى تواند از شيشه خارج شده و در مجراى ميان اين دو لايه متراكم میشود. به اين شكل مىتوان هواى گرم را در روزهاى سرد به داخل خانه هدايت كرد.

اين ديوارها با استفاده از صفحات پلاستيكى كه از بازيافت بطريهاى آب به دست آمده اند، ساخته شده و داراى حفره هايى است كه از آب انباشته شده اند. اين سيستم به طور كلى مىتواند215 گالن آب را در خود جا دهد. اين ديوارها نسبت به ديوارهاى بتنى سه برابر كارآمدتر و سبكتر بوده و حمل و نقل آنها آسانترخواهد بود زيرا میتوان آب مورد نياز را پس از حمل ديوارها به آنهااضافه نمود.

Active and passive solar

news.cnet.com : منبع



ادامه مطلب
+ نوشته شده در  دوشنبه سیزدهم اردیبهشت 1389ساعت 19:45  توسط پیرهادی 

آیا میدانید(2)؟

آیا میدانید با در نظرگرفتن میزان تابش متوسط 250w در هر مترمربع میتوان با یک پنل خورشیدی 6 متر مربعی بابازدهی حداقل %10برق لازم برای یک خانه را تامین کرد؟


+ نوشته شده در  سه شنبه سی و یکم فروردین 1389ساعت 11:26  توسط پیرهادی 

absorbed of sun

به این تصویر نگاه کنید و میزان جذب تابش خورشید در ایران را با کشورهای اروپایی مقایسه کنید...

+ نوشته شده در  سه شنبه سی و یکم فروردین 1389ساعت 11:18  توسط پیرهادی 

Plants & solar cell

 

                                                                    Plant leaves are tiny factories in which sunlight

                                                 absorbed in the leaf by chlorophyll converts carbon

                                                 dioxide gas and water into carbohydrates (glucose)

                                                 and oxygen, thus providing for the energy

                                                 requirements of the plant.

 

The natural prototype for solar energy conversion dye - chlorophyll

There are other systems besides semiconductorswhich can absorb visible light and store the acquired energy. Photosynthesis - based on chlorophyll - is the primary energy source of the biosphere. So organometallic porphyrins are a possibility for solar energy conversion. It is also known (Moser, 1887) that dyes can enhance the photoelectrochemical performance of semiconductors. Essentially the same process was developed at the same time for photography – panchromatic films and ultimately colour photography.

 

 

 

 

+ نوشته شده در  دوشنبه بیست و سوم فروردین 1389ساعت 11:5  توسط حمید 

اینم چندتا عکس از نیروگاههای حرارتی خورشید از نوع سهموی خطی:

+ نوشته شده در  سه شنبه هفدهم فروردین 1389ساعت 10:6  توسط امیر دهقانی 

آیا میدانید(1)؟

آیا میدانید میزان انرژی که در یک ساعت از خورشید به زمین میتابد(4,3×1020j)از مقدار مصرف انرژی سالیانه تمام انسان های کره زمین (4,1×1020j)بیشتر است؟

وبا انرژی تابشی از خورشید در عرض 50 روز میتوان انرژی مورد نیازتمام انسان ها برای 1000سال(با احتساب رشد جمعیت و انرژی) را تا مین کرد؟

+ نوشته شده در  دوشنبه شانزدهم فروردین 1389ساعت 8:27  توسط پیرهادی 

TiO2

لینکی که در ادامه معرفی میکنم مقاله ایست در موردTiO2  که در ماهنامه فناوری نانو به چاپ رسیده و برخی از ویژگیهای جالب اون توضیح داده شده .پیشنهاد میکنم حتما اون را بخونید...

http://www.nano.ir/paper.php?PaperCode=781

+ نوشته شده در  سه شنبه دهم فروردین 1389ساعت 17:54  توسط پیرهادی 

NanoStructure

با یاد خدا اولین مطلب در مورد solar cell در 89 رو مینویسم.با سلولهای سیلیکنی،نسل اول سلولهای خورشیدی شروع کردیم .گفتیم مشکل این نوع قیمت بالای اونهاست.نسل دوم سلولها یعنی Thin Film Solar Cellرا معرفی کردیم و حالا به طور کامل نسل سوم این سلولها یعنی Dye Sensitized Solar Cell رو توضیح میدیم.

امروز در مورد پایه اصلی این نوع یعنی Ti صحبت میکنیم...


ادامه مطلب
+ نوشته شده در  سه شنبه دهم فروردین 1389ساعت 11:40  توسط پیرهادی  | 

انرژي حرارتي خورشيدي

با عرض تبريك به مناسبت سال نو ميخواستم  در مورد نوع ديگري از انرژي خورشيدي هم بحث كنيم كه فكر كنم جالب باشه! 


ادامه مطلب
+ نوشته شده در  یکشنبه هشتم فروردین 1389ساعت 10:33  توسط امیر دهقانی 

نیمه رساناها

نوار ظرفیت

در جامدات نوار ظرفیت به بیشترین انرژی الکترونها در دمای صفر مطلق اشاره دارد. در نیمه رساناها و نارساناها نواری با انرژی بالاتری وجود دارد که به آن نوار رسانش می گویند و توسط نوار ممنوعه از نوار ظرفیت جدا می شود. در شبه فلزات نوار ممنوعه وجود ندارد. در اصل به فاصله بین نوار ظرفیت و رسانش، نوار ممنوعه می گویند.

 


ادامه مطلب
+ نوشته شده در  چهارشنبه چهارم فروردین 1389ساعت 14:25  توسط حمید 

تبریک

چون چند روز دسترسی به نت نداشتم دیر شد.ببخشید...آغاز سال 89 رو خدمت تمام خوانندگان خوب این وبلاگ تبریک عرض میکنم.امیدوارم سال جدید پر از فرصت هایی باشه که ما بتونیم به هدفهای ریز ودرشتمون برسیم.


حالا که نوروز ،جشن بزرگ باستانی ما ایرانیان جهانی شده این حرفها خالی از لطف نیست...تلاش کنیم سال جدید رو طوری  بسازیم که آیندگان به ما افتخار کنند.برای ایران ،برای این خاک ،برای وطن.حتما خیلیاتون تخت جمشید رو دیدید.دقت کردید که آدم هر وقت یاد اون عظمت می افته چقدر سرخوش و مغرور میشه.حس غروری کاملا به جا. از این که امپراطوری بزرگ ایران چه عظمتی داشته. والبته افسوس به خاطر این همه افول.

اونایی که خارج از کشور رفتند و طعم تلخ دوری از این خاک رو چشیدند خوب میدونند وطن یعنی چی...بله دوستان پس تلاش کنیم برای ایران وآبادانی این ملک.همین.

+ نوشته شده در  چهارشنبه چهارم فروردین 1389ساعت 7:45  توسط پیرهادی 

مهندسان شیمی بخوانند...

تا چندی پیش هیچ ارتباطی بین سلولهای خورشیدی به نظرم نمیرسید.شاید بیشتر به خاطر اطلاعات کم بنده در مورد این سلولها بود و هر کس که متوجه میشد که یه م .شیمی میخاد در مورد لین سلولها تحقیق کنه به شدت تعجب میکرد خوب البته حق هم داشت.تا اینکه کنجکاو شدم که آیا واقعا میشه این دو موضوع با هم متضاد باشند و آیا واقعا مرز خاصی بین این دو رشته هست؟

به سراغ چند تا از اساتید م.شیمی رفتم واز اونها خواستم چند chemical engineer رو که در این مورد تحقیقاتی داشته اند رو به من معرفی کنند .به موارد جالبی برخورد کردم.دکتر طاهریان و پرفسر نجف پور دو نفر از این افراد هستند که اتفاقا مقالات بسیاری در این زمینه دارند.

واقعا این که میگند یه م.شیمی هر چی جلوتر میره بیشتر از رشته ای که میخونه خوشش میاد راست میگند...در مورد Dye Sensitized Solar Cell  صحبت کردیم.گفتیم که این سلولها از یک بخش الکترولیت تشکیل شده اند.الکترولیتهای مایعی که به طور معمول استفاده میشند یه مشکل بزرگ دارند و اون اینه که  پایداری بسیار کمی دارند که به علت فراریت اونهاست.این مشکل با الکترولیتهای پلیمری (جامد ویا نیمه جامد)قابل جبران هستند که مقالاتی در این زمینه به چاپ رسیده.

البته گرایش من پلیمر نیست ولی برای بنده این موضوع خیلی جالب بود کمااینکه قبلا در مورد استفاده از نانوساختارهای گوناگون در این نوع صحبت شد.من فکر میکنم این ویژگی ارتباط چند رشته با هم در تکنولوژی های جدید بیشتر دیده میشه. همانطور که علم نانو به عنوان یک علم بین رشته ای شناخته شده است. 

+ نوشته شده در  جمعه بیست و یکم اسفند 1388ساعت 9:22  توسط پیرهادی 

Dye Sensitized Solar Cells

اما در ادامه ی بحث سلولهای خورشیدی حساس شده به وسیله ی رنگ ،به رنگدانه ی این نوع سلولها میپردازیم. همانطور که گفتم نور از شیشه(عمدتاFTO که در مورد اون هم بعدا مفصل توضیح میدم) عبور میکنه و به لایه ی 2TiO  که روی اون با روشهای خاص رنگ نشانی شده میرسه.

اما رنگی که بیشتر در این سلولها استفاده میشه719 Nهست که شکل اون رو در زیر میبینید.

اصولا در بیشتر این نوع سلولها از رنگهایی استفاده میشه که Ru اتم اصلی اونهاست چرا که این عنصر به راحتی با تیتانیم دی اکسید کمپلکس تشکیل میده و به این شکل پیوندهای محکمی با دی اکسید تیتانیمبرقرار میکنه به طوری که پس از لایه نشانی رنگ حتی با شستن 2TiO این رنگ پاک نمیشود.

البته گاها از رنگهای دیگری هم برای این منظور استفاده میشه ولی به هر حال کاربرد 719N به خاطر قیمت پایینترش بیشتراست.

+ نوشته شده در  چهارشنبه نوزدهم اسفند 1388ساعت 19:57  توسط پیرهادی 

طنز دانشجویانه!!!

برای اینکه یه ذره جو بلگ عوض بشه این عکسا رو ببینید...
ادامه مطلب
+ نوشته شده در  چهارشنبه دوازدهم اسفند 1388ساعت 19:43  توسط پیرهادی  | 

انواع(3)Solar Cell

قیل از هر چیز از خوانندگان این وبلاگ به خاطر تاخیر چند روزم عذرخواهی میکنم. میخام توی این پست

 Dye sensitized solar cell رو بیشتر توضیح بدم.

این نوع که نسل سوم سلولهای خورشیدی است ویژگیهای منحصر به فردی دارد. مهمترین اونها قیمت پایین این سلولهاست که دلیل اون هم اینه این سلولها در دما و فشار خلا پایین تولید میشند ، درست برعکس سلولهای سیلیکنی.

همین عامل باعث میشه کهPaybackاین نوع به سه ماه برسه. این مقدار در مقایسه با4 سال بازگشت هزینه سلولهای سیلسکنی واقعا عدد شگفت انگیزیه.

ای کاش هزینه انرژی در کشور ما واقعی بود . اون وقته که همه ما به سمت استفاده از این سلولها میرفتیم و خودمون رو از 1001 دردسر ناشی از سوزاندن سوختهای فسیلی نجات میدادیم...مثل خیلی از کشورهای پیشرفته دنیا.

خوب اما ساختار ساده این سلولها:

همانطور که در تصویر به وضوح نشون داده شده مکانیسم کار به این شکله که نور خورشید(فوتون)به لایه رنگ میرسه والکترون به لایه رسانش میرسه و از اونجا وارد لایه تیتانیم دی اکسید میشه واز اونجا وارد مدار میشه . در طرف دیگه مدار الکترولیت وجود داره که با تولید الکترون حفره ناشی از برانگیخته شدن الکترون رنگ رو پر میکنه واین عمل پیوسته تکرار میشه. بعدا تک تک لایه های این سلول رو به طور تخصصی بررسی میکنیم.

 

 

 

+ نوشته شده در  چهارشنبه دوازدهم اسفند 1388ساعت 19:9  توسط پیرهادی  | 

کاربرد(3)Solar Cell

یک شرکت فناوری‌های نوین در ایالات متحده، 4روش جدید برای دست‌یابی به انرژی خورشیدی ارزان‌تر از سوخت‌های فسیلی یافته است.فناوری برتر استفاده از سلولهای خورشیدی

یک روز پس از حملات تروریستی ۱۱سپتامبر 2001، امانوئل ساکس به این نتیجه رسید که زمان بازگشت به تحقیق در مورد انرژی خورشیدی و رساندن آن به سطح تجاری فرا‌ رسیده است. این استاد مهندسی مکانیک انستیتو فناوری ماساچوست، ام..آی.تی، تحقیقات خود را در مورد انرژی خورشیدی در دهه 1350 / 1970 آغاز کرد و به نتایج قابل توجهی دست یافت؛ از جمله فناوری ساخت سلول‌های خورشیدی که در حال حاضر در شرکت « اورگرین سولار» مورد استفاده قرار می‌گیرند. اما هزینه‌های تحقیقاتی برای فتوولتائیک یا پیل‌های خورشیدی که مستقیما الکتریسیته را از انرژی تابشی خورشید تولید می‌کنند، در دهه 1360 / 1980 به شدت کاهش پیدا کرد و ساکس ناچار به تحقیق در زمینه‌های دیگر شد، مثلا پرینت سه بعدی برای کمک به طراحان جهت نمونه‌سازی سریع سلول‌های آزمایشی!،


ادامه مطلب
+ نوشته شده در  یکشنبه دوم اسفند 1388ساعت 13:14  توسط پیرهادی  | 

انواع(2)Solar Cell

Crystalline Silicon-3

درمورد این سلولها باید بگم که بالاترین بازدهی را در این نوع monocristalline cells برخوردارند که این مقدار در حدود 22% هست که با high-quality silicon wafersساخته میشه.

البته در دانشگاهNew South Wales تا بازده 25% هم رسیدند.payback این سلولها بین 1تا2سال هست که این مدت برای بازگشت سرمایه این نوع سلولها نشان میدهد با وجود اینکه این سلولها جزو گرونترین سلولها هستند به دلیل بازده زیاد هزینشون جبران میشه...البته باز هم تاکید میکنم در این سلولها payback ،در مقایسه با قیمت واقعی هزینه تولید برق از طرق دیگه ،محاسبه شده...دقت کنید که در کشور ما هزینه واقعی تولید برق -از طریق سوزاندن سوختای فسیلی- خیلی بیشتر از اون چیزیه که ما پرداخت میکنیم.

Dye-Sensitized Cells(DSSC)-4

همانطور كه قبلا هم گفتم اين نوع از سلولها جزء ارزانترين سلولها هستن ولي خوب در عوض بازده كمتري هم دارند.به طوريكه حداكثر بازدهي كه تا حالا محققان رسيدند حدودا 12% هست.

معمولا اين سلولها از لايه هاي (TiO2)nanoparticulate titanium dioxide ساخته میشه.از ویژگیهای دیگه این سلولها انعطاف پذیربودن این سلولهاست که این ویژگی این دسته از سلولها اونها رو از بقیه متمایز کرده چرا که اونها رو از ضربات تگرگ یا ضربات احتمالی دیگه محفوظ میداره


Dye Sensitized Solar Cell Scheme.png

+ نوشته شده در  چهارشنبه بیست و هشتم بهمن 1388ساعت 17:22  توسط پیرهادی  | 

کاربرد(2)Solar Cell

نیروگاه 75 مگاواتی برای شهر خورشیدی 2 میلیارد دلاری

با شروع پروژه‌ تامین انرژی‌های مورد نیاز شهری از طریق انرژی خورشیدی،‌ انقلابی در شهرنشینی در راه است

نیروگاه 75 مگاواتی برای شهر خورشیدی 2 میلیارد دلاری

یکی از بزرگ‌ترین پروژه‌های مربوط به نیروگاه‌های خورشیدی برای جنوب‌غربی فلوریدا طراحی شده است. سلول‌های خورشیدی،‌ نور خورشید را به برق تبدیل می‌کنند و سازمان برق و قدرت فلوریدا برای ساخت یک واحد صنعتی نیروگاه خورشیدی به قدرت 75 مگاوات در یکی از شهرهای از پیش تعیین شده،‌ قرار است 350 میلیون دلار هزینه کند. این شهر که بابکوک‌رانچ نام دارد، در نزدیکی فورت‌مایر واقع شده است.

بر اساس برنامه تنظیم شده ایالت،‌ ساخت این واحد صنعتی به زودی آغاز خواهد شد. اریک سیلاگی، ‌مدیر بخش توسعه سازمان صنایع همگانی، در گفتگویی مطبوعاتی، این پروژه نیروگاه خورشیدی را بزرگ‌تر از هر پروژه دیگری در تاریخ فعالیت این سازمان دانست و در این باره گفت: « اگر مسئولان قانون‌گذار و برنامه‌ریز ایالتی گام‌های لازم را برای حرکت رو به جلو بردارند،‌ ما برای احداث یکی از بزرگ‌ترین پروژه‌های نیروگاه خورشیدی،‌ بسیار مشتاق هستیم.»

از سال 1387 / 2008، یک نیروگاه خورشیدی صنعتی به قدرت 60 مگاوات در کشور اسپانیا شروع به فعالیت کرده است. (هر مگا وات انرژی، معادل یک میلیون ژول انرژی در هر ثانیه است و توان تولیدی نیروگاه اسپانیا برای تامین انرژی 1.5 میلیون لامپ مهتابی معمولی کفایت می‌کند). اما اگر پروژه واحد صنعتی بابکوک‌رانچ بتواند به تولید 75 مگاوات برسد،‌ در نوع خود بزرگ‌ترین خواهد بود، ‌البته به این شرط که تا قبل از راه‌اندازی این واحد،‌ پروژه دیگری از آن پیشی نگیرد.

سازندگان این پروژه،‌ کیتسون و همکارانش،‌ امیدوارند که با ساخت این واحد صنعتی،‌ بابکوک‌رانچ اولین شهر دنیا باشد که بتواند همه انرژی مورد نیازش را از طریق انرژی تجدیدپذیر خورشیدی تامین کند.

سید کیتسون،‌ مدیرعامل شرکت کیتسون و شرکا درباره ساخت این واحد صنعتی می‌گوید:‌ «نیروگاه خورشیدی سازمان نور و قدرت فلوریدا،FBL، در شهر بابکوک‌رانچ ساخته خواهد شد. از آن‌جاکه صفحه‌های خورشیدی در سراسر شهر‌ روی سقف ساختمان‌ها نصب خواهند شد،‌ این پروژه انقلابی در توسعه انرژی پاک در فضای شهری خواهد بود.»

نماینده سازمان ملی انرژی پاک و صندوق حیات‌وحش جهان نیز از این پروژه حمایت می‌کنند و امیدوارند که این طرح بتواند روی سایر شهرهای آمریکا هم تاثیر مثبتی داشته باشد.

بر اساس خبرهای مربوط به این پروژه،‌ قرار است که بابکوک‌رانچ به سیستم بدون سیمی مجهز شود که به ساکنین شهر اجازه خواهد داد از طرفیت بسیار بالای خطوط دیجیتال استفاده کنند و از این طریق بتوانند از تکنولوژی‌های رایج یا جدید استفاده کنند. به علاوه این که از برنامه‌های تکنولوژی پاک نیز بهره‌مند خواهند شد.

شرکت کیتسون و شرکا در وب‌سایت بابکوک(http://www.babcockranchflorida.com/

)‌رانچ در مورد جزئیات این پروژه چنین نوشته است: می‌توان از طریق ایستگاه‌های تجدید شارژ، وسایل برقی را به راحتی شارژ کرد. این ایستگاه‌ها در همه جا به راحتی در دسترس خواهند بود. چراغ‌های نصب‌شده در معابر، انرژی خود را از نور خورشید دریافت خواهند کرد. شهروندان می‌توانند با استفاده از فناوری خانه‌های هوشمند،‌ هزینه‌های انرژی را کاهش دهند و خانه‌های خود را در بهترین حالت کارآمدی نگاه دارند. این در حالی است که فناوری‌های ابتکاری و انقلابی شبکه هوشمند،‌ استفاده انرژی شهر را نظارت و مدیریت خواهد کرد.

علاوه بر همه این‌ها،‌ سازمان برق و قدرت فلوریدا امیدوار است با این پروژه بتواند انرژی تولیدی نیروگاه آن‌قدر باشد بتواند انرژی بیشتر از حد نیاز نیزبه شبکه تزریق کند. شرکت کیتسون و شرکا امید دارد که شهر بابکوک‌رانچ بستری مناسب برای آزمایش‌های شرکت‌هایی شود که روی فناوری‌های پاک کار می‌کنند. کیتسون در این باره می‌گوید:‌ «برای شرکت‌ها،‌ کارکنان و خانواده‌هایی که بخواهد از امتیازات نوآوری و ابداع بهره‌مند گردند، بابکوک‌رانچ آزمایشگاهی زنده و شاداب خواهد بود.»

شهر بابکوک‌رانچ دارای 560 هزار متر مربع فضا برای فروشگاه‌ها، ‌ادارات، ‌خانه‌ها و سلول‌های خورشیدی صنعتی خواهد بود و انتظار می‌رود که حدود 2 میلیارد دلار هزینه در بر داشته باشد. هنوز قیمت 19500 خانه پیش‌بینی شده در پروژه برآورد نشده، اما به گفته شرکت کیتسون و شرکا،‌ قرار است که این خانه‌ها برای کارکنان و خانواده‌ها مقرون به صرفه باشند.

+ نوشته شده در  چهارشنبه بیست و هشتم بهمن 1388ساعت 11:59  توسط پیرهادی 

مطالب قدیمی‌تر