اعلام جامعة بابل | دراسة حول تحضير وتوصيف أغشية خاصة لتطبيقات الخلايا الشمسية

دراسة حول تحضير وتوصيف أغشية خاصة لتطبيقات الخلايا الشمسية

نشر بواسطة : اسيل محمد مجبل

تاريخ الخبر : 25/10/2022 55:41:08 AM

عدد المشاهدات : 242

جرت في قسم الفيزياء مناقشة اطروحة طالبة الدكتوراه لميس فائز السعد بعنوان " تحضير وتوصيف أغشية PMMA - P3HT لتطبيقات الخلايا الشمسية " . باشراف الاستاذ الدكتور محمد هادي شنين وتتلخص الدراسه
في هذه الدراسة تم تشويب البولي مثيل ميثااكريلايت بـ (3- هكساثيوفين) بالنسب ( 2, 4 , 6) % وتم تحضير اغشية رقيقة بواسطة تقنية الطلاء البرمي , على قواعد من الزجاج والسليكون عند درجة حرارة الغرفة .
تم تشخيص الاغشية المحضرة بواسطة طيف الاشعة تحت الحمراء لمعرفة المجاميع الفعالة للأواصر الكيميائية , أظهرت نتائج التحليل أن البوليمر هو بولي ميثل ميثاأكريلايت حيث تم مقارنة النتائج وكانت مطابقة للمادة الأصلية . وتبين من الفحص أيضا أن التشويب لم يؤثر على خصائص البوليمر.
اظهرت نتائج حيود الأشعة السينية ان الأغشية المحضرة هي ذات تركيب عشوائي وتم فحص طبوغرافية السطح للأغشية الرقيقة باستخدام تقنية مجهر القوة الذرية (AFM) , وأظهرت النتائج أن جميع الأغشية المحضرة ذات تجانس جيد وان معدل الخشونة و قيم مربع معــدل الجــذر (RMS) ومعدل الحجم الحبيبي تزداد مع زيادة التشويب بـ P3HT .
تم دراسة الخصائص البصرية من خلال قياس طيف الامتصاصية كدالة للطول الموجي في مدى الاشعة الفوق بنفسجية عند الطول الموجي ( 200 – (600 نانومتر. أظهرت النتائج أن قيم الامتصاصية ومعامل الانكسار للأغشية النقية والمشوبة تزداد مع زيادة نسبة التشويب , وكذلك زيادة معامل الامتصاص مع زيادة نسبة التشويب وان فجوة الطاقة تقل مع زيادة نسبة التشويب مما يجعل المادة مناسبة لاستخدامها في تطبيقات الخلايا الشمسية.
بالإضافة إلى ذلك تم دراسة الخصائص الكهربائية والمتضمنة التوصيلية الكهربائية المستمرة. أظهرت النتائج أن التوصيلية الكهربائية تزداد مع زيادة نسبة التشويب , وان المادة تمتلك طاقة تنشيط واحدة تقل مع زيادة نسبة التشويب .
تم تحضير المفرق الهجين (PMMA:P3HT/Si ) بتراكيز ( 2 , 4 , 6) % وكتطبيق عملي على استخدامات المادة في تصنيع خلية شمسية من أغشية المادة النقية والمشوبة. وتم دراسة كفاءة هذه الخلية حيث أظهرت النتائج ان الكفاءة تزداد مع زيادة نسبة التشويب , وان كفاءة الخلية الشمسية ولجميع النسب تكون ثابتة ولا تتأثر بتغير العامل الزمني حيث قيست الكفاءة لشهري (تشرين الثاني و أذار) لكل عشرة ايام مختلفة باختلاف درجات الحرارة . وأظهرت خصائص ( التيار – الجهد ) للخلية الشمسية بان التشويب بـ (P3HT) يزيد من كفاءة الخلية الشمسية بواسطة عرقلة اتحاد الإلكترون مع الفجوة وزيادة أداء النبيطة بسبب الزيادة العالية في تيار الدائرة القصيرة Isc) ) وفولتية الدائرة المفتوحة (Voc) وقد وجد أن أعظم كفاءة كانت عند نسبة التشويب (6% ) وكانت قيمتها ( 6.1%) . كما وتم قياس الكفاءة مع تغير العامل الزمني لمعرفة مدى استقراريه كفاءة الخلية حيث تم قياس الكفاءة لشهرين مختلفين تشرين الثاني و أذار من عام 2021و2022 لكل عشرة ايام وقد وجد أن التغير الزمني لا يؤثر على كفاءة الخلية الشمسية .