جامعة السويس
خلايا شمسية عالية الإنتاجية تعتمد على تراكيب من أصباغ السيانين عديدة الميثين/ جزيئات أكسيد التيتانيوم النانونية / البوليمر الحيوي والسوائل الأيونية
من : 1 يناير, 2017
إلى : 1 يناير, 2019

المشاركين

أ.د/ رضا محمود عبدالعال

المدينة \ البلد

السويس

جهة التمويل

STDF

نبذة عن المشروع:

أزدهار المجتمع البشري يعتمد إلى حد كبير على إمدادات الطاقة آمنة، و الوقود الأحفوري يعد المصدر الأكثر موثوقية للطاقة. ومع ذلك، كمصدر للطاقة غير المتجددة، واستنفاد الوقود الأحفوري أمر لا مفر منه وشيك في هذا القرن. لمعالجة هذه المشكلة، وقد اجتذب الطاقة المتجددة خاصة الطاقة الشمسية اهتماما كبيرا، لأنه يحول مباشرة الطاقة الشمسية الى طاقة كهربائية دون ترك أي تأثير فى البيئة. في الماضي تم تصنيع واستخدام مختلف من الأجهزة الضوئية مثل الخلايا الشمسية العضوية وغير العضوية، والهجين بنجاح. على الرغم من ارتفاع معدل تحويل خلايا السليكون الشمسية فأن أرتفاع تكلفة الوحدة وعملية الإنتاج المعقدة قيدت تطبيقها فقط على التكنولوجيا الملاحة الجوية. للتطبيقات التجارية المحلية وغيرها، وقد ركزت الأبحاث الحديثة على الخلايا الشمسية العضوية التى لها تكلفة وحدة منخفضة وسهلة التصنيع. بالإضافة إلى ذلك، الخلايا الشمسية العضوية لها ميزتها خفيفة الوزن والمرونة على الخلايا السليكون الشمسية التقليدية. بين جميع الخلايا الشمسية العضوية، كانت الخلايا الشمسية الحساسة للصبغات (DSSCs) هي التكنولوجيا الأكثر كفاءة وتنفيذها بسهولة. بالمقارنة مع غيرها من المحسسات الصبغة العضوية. جعلت الفعالية من حيث التكلفة، و معاملات امتصاص عالية جدا (~ 105 M-1 سم 1)، وتوسع نطاق امتصاص في المنطقة المرئية والأشعة تحت الحمراء القريبة وحساسية ممتازة في التصوير الفوتوغرافي ، ارتفاع كفاءة التحويل الفوتون إلى الإلكترون (IPCE)  والتى تقدر على منطقة أوسع من الطول الموجي الذي ثم سيقوم بدوره زيادة كفاءة تحويل الضوء إلى كهرباء، لأصباغ السيانين جعلها من المرشحات الواعدة لتوفير محسسات للضوء أكثر كفاءة و خالية من المعدن لDSSCs. للتغلب على عيوب السوائل الألكتروليتية المستخدمة في DSSCs مثل تسرب المذيبات العضوية السامة والتى تتسبب فى التلوث البيئي وتبخر أيونات اليود المتطايرة سوف تزيد من المقاومة الداخلية للخلايا الشمسية عموما عن طريق خفض تركيز حاملات الشحنة، وقد أجريت البحوث لتطوير الكتروليتات غير تقليدية مثل السوائل الأيونية عند درجة حرارة الغرفة ( RTILs ) والألكتروليتات شبه الصلبة و الصلبة.ولذلك فأن تطوير مجسات ضوئية لها كفاءة و قدرة على حصاد الضوء في مناطق مختلفة من الطيف الشمسي وألكتروليتات آمنة مع أقصى قدر من الكفاءة لتحويل ضوء إلى الكهرباء لا تزال التحديات الرئيسية في تعزيز أداء DSSCs. 

الهدف من المشروع:

اختبار كفاءة أبنية جديدة نانو مركبة من أصباغ السيانين و أكسيد الخارصين النانوجزيئى والسوائل الأيونية (ILS) المستندة على الشيتوزان (IL-CS)، كمجسات جديدة للضوء وألكتروليتات، مواد خام جديدة، فى تصنيع DSSCs أكثر كفاءة و قوة عالية. حيث سيتم تطوير الأغشية مركبة من البوليمر الحيوي, الشيتوزان, المعدل بالسوائل الأيونية (ILS) والتى إما تستخدم كإضافات لدعم مجسات جديدة للضوء من أصباغ السيانين أو أصباغ السيانين المعدلة بأكسيد الزنك النانوجزيئى لتوليف (أصباغ السيانين (أكسيد الزنك النانوجزيئى))