توسعه پنل‌های خورشیدی پروسکایتی با الکترودهای گرافنی
چهار نهاد پیشرو در حوزه فناوری خورشیدی با یک همکاری جمعی گامی مهم در جهت توسعه پنل‌های خورشیدی پروسکایتی (Perovskite solar cell) با استفاده از الکترودهای گرافنی برداشته‌اند به نحوی که قرار است از الکترودهای گرافنی در تولید نسل جدید پنل‌های خورشیدی استفاده شود.
به گزارش از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، شرکت فرانتیر آی پی (Frontier IP) که در تجاری‌سازی مالکیت فکری تخصص دارد، اعلام کرد که شرکت گراف انرژی تک (GraphEnergyTech) که فرانتیر آی پی ۲۳.۹۷ درصد از سهام آن را در اختیار دارد، همکاری جدیدی را با شرکت تایوان پروسکایت سولار (Taiwan Perovskite Solar Corporation)، مؤسسه تحقیقاتی فناوری صنعتی تایوان (ITRI) و دانشگاه کمبریج آغاز کرده و هدف از این همکاری، توسعه فناوری سلول‌های خورشیدی پروسکایتی و تجاری‌سازی آن است.
این پروژه که فناوری الکترود گرافنی برای سلول‌های خورشیدی پروسکایتی (Graphene Electrode Technology for Perovskite Solar Cells – GETPSC) نام گرفته، موفق به دریافت کمک هزینه ۸۸۴ هزار و ۱۲۹ پوندی (بیش از یک میلیون و ۱۱۵ هزار دلار) از بنیاد نوآوری بریتانیا (Innovate UK) شده است.
در این پروژه، چهار نهاد مذکور در تلاش هستند تا با استفاده از فناوری سلول‌های خورشیدی پروسکایتی که شرکت تایوان پروسکایت سولار توسعه داده است و ادغام آن با الکترودهای گرافنی گراف انرژی تک، نسل جدیدی از ماژول‌های خورشیدی را به بازار عرضه کنند.
در حال حاضر، بیشتر سلول‌های خورشیدی از الکترودهای فلزی استفاده می‌کنند، اما فناوری اختصاصی «گراف انرژی تک» امکان جایگزینی این الکترودهای فلزی با الکترودهای گرافنی را فراهم می‌آورد. از مبلغ اختصاص‌یافته توسط بنیاد نوآوری بریتانیا مبلغ ۵۹۱ هزار و ۲۵۰ پوند به گراف انرژی تک و ۲۹۲ هزار و ۸۷۹ پوند به دانشگاه کمبریج اختصاص یافته است.
گرافن نه تنها هزینه تولید پایین‌تری نسبت به فلزات دارد، بلکه پایداری شیمیایی بیشتری نیز ارائه می‌دهد. همچنین، دانشگاه نیو ساوت ولز هشدار داده که با توجه به رشد نصب سلول‌های خورشیدی در سراسر جهان، منابع شناخته‌شده نقره که متداول‌ترین فلز برای ساخت الکترودهای سلول‌های خورشیدی است تا سال ۲۰۵۰ به اتمام خواهد رسید.
سلول‌های خورشیدی مبتنی بر پروسکایت دارای راندمانی مشابه سلول‌های خورشیدی سیلیکونی هستند که در حال حاضر بر بازار تسلط دارند و حتی قابلیت فراتر رفتن از آن‌ها را دارند. با این حال، الکترودهای فلزی مورد استفاده در این سلول‌ها در برابر شرایط محیطی ناپایدار بوده و دچار تخریب می‌شوند. پروژه GETPSC قصد دارد با جایگزینی این الکترودهای فلزی ناپایدار با گرافن، قابلیت اطمینان سلول‌های خورشیدی پروسکایتی را افزایش داده و آن‌ها را از نظر تجاری مقرون‌به‌صرفه‌تر کند.
علاوه بر این، یکی از چالش‌های اصلی فناوری پروسکایت، تولید اقتصادی و مقیاس‌پذیر آن است. به همین دلیل، پروژه GETPSC در همکاری با صنعت تولید نیمه‌هادی تایوان، تلاش خواهد کرد تا بر این چالش نیز غلبه کند.
مؤسسه تحقیقاتی فناوری صنعتی تایوان به عنوان بازیگر کلیدی در رشد صنایع مختلف، نقش مهمی در ایجاد و حمایت از استارتاپ‌های موفق از جمله غول‌های نیمه‌هادی یو ام سی (UMC) و تی اس ام سی(TSMC) داشته است.
ارزش کلی این پروژه در بریتانیا به یک میلیون و ۱۳۷ هزار و ۵۲۲ پوند (بیش از یک میلیون و ۴۳۵ هزار دلار) می‌رسد که علاوه بر کمک‌هزینه دریافت‌شده، شامل ۲۵۳ هزار و ۳۹۳ پوند (حدود ۳۲۰ هزار دلار) سرمایه‌گذاری از سوی گراف انرژی تک نیز می‌شود.
در سال ۲۰۲۴، گراف انرژی تک موفق به جذب سرمایه یک میلیون پوندی از طریق یک دوره تأمین مالی شد که توسط آرامکو ونچرز (Aramco Ventures)، بازوی سرمایه‌گذاری شرکت آرامکو (Aramco) رهبری شد.
فناوری توسعه‌یافته توسط گراف انرژی تک کاربردهای بالقوه‌ای در حوزه‌های مختلف از جمله الکترونیک چاپی، باتری‌ها، ابرخازن‌ها، نورپردازی LED و نمایشگرها دارد.
سلول خورشیدی پروسکایت نوعی سلول خورشیدی است که از مواد پروسکایت ساخته می‌شود. مواد پروسکایت غالباً به صورت ترکیب های هیبرید آلی-معدنی هالید سرب یا قلع می‌باشند. از جمله این مواد می‌توان به متیل آمونیوم سرب یدید و یا ماده معدنی سزیم سرب یدید اشاره کرد.
