چاپ

پیام مازند - پژوهشگران دانشگاه تورکو در فنلاند با استفاده از مواد زیستی، فیلم‌های محافظتی جدیدی برای سلول‌های خورشیدی تولید کردند که تا 99.9درصد اشعه UV را تا 400 نانومتر مهار می‌کند؛ روشی که جایگزین‌های نفتی موجود را به چالش می‌کشد.
به گزارش خبرگزاری ایمنا و به نقل از ساینس دیلی، دانشمندان دانشگاه تورکو در فنلاند به بررسی استفاده از مواد زیستی برای ساخت فیلم‌های محافظتی در برابر اشعه فرابنفش (UV) جهت بهبود عملکرد سلول‌های خورشیدی پرداخته‌اند.
سلول‌های خورشیدی به دلیل حساسیت بالایی که نسبت به اشعه UV دارند، توسط فیلم‌های بر پایه نفت همچون پلی‌وینیل فلوراید (PVF) و پلی‌اتیلن ترفتالات (PET) محافظت می‌شوند. اما در جست‌وجوی جایگزین‌های سازگارتر با محیط زیست، پژوهشگران به سراغ نانوسلولز «ماده‌ای زیستی به دست آمده از تجزیه سلولز به الیاف نانویی» رفتند. این مطالعه، که نخستین مقایسه بین خواص فیلترهای UV زیستی مختلف در طول زمان است، نشان داد که نانوسلولز رنگ‌شده با عصاره پوست پیاز قرمز عملکرد بسیار بالایی دارد. فیلم به دست آمده قادر است تا 99.9 درصد از تابش‌های UV تا طول موج 400 نانومتر را مسدود کند، عملکردی که حتی از فیلترهای تجاری بر پایه PET نیز بهتر است.
راستم نیزاموف از دانشگاه تورکو می‌گوید: استفاده از نانوسلولز در ترکیب با رنگ طبیعی پوست پیاز قرمز، گزینه‌ای امیدوارکننده برای کاربردهایی است که در آن اهمیت استفاده از مواد زیستی بیش از همه احساس می‌شود.
در این تحقیق، چهار نوع فیلم محافظتی بر پایه الیاف سلولزی مورد مقایسه قرار گرفت: فیلم‌هایی که به ترتیب با عصاره پوست پیاز قرمز، لیگنین و یون‌های آهن درمان شده بودند. نتایج نشان داد که فیلم رنگ‌شده با عصاره پیاز قرمز بهترین عملکرد را در بلوکه کردن اشعه UV داشت.
یکی از چالش‌های اساسی در توسعه مواد زیستی، ایجاد تعادلی بین محافظت از سلول‌های خورشیدی در برابر اشعه UV و حفظ انتقال نور مرئی است. در حالی که اشعه UV موجب تخریب سلول‌های خورشیدی می‌شود، انتقال نور مرئی به ویژه در ناحیه 650 تا 1100 نانومتر برای تولید برق ضروری است، فیلم نانوسلولز رنگ‌شده با عصاره پوست پیاز قرمز علاوه بر ارائه حفاظت قوی، بیش از 80 درصد انتقال نور در این بازه طول موج را نیز تضمین می‌کند.
پایداری فیلم‌های محافظتی در طول زمان از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است؛ به همین دلیل، آزمایش‌ها تحت نور مصنوعی به مدت 1000 ساعت انجام شد که معادل یک سال تابش مستقیم در شرایط آب و هوای مرکزی اروپا محسوب می‌شود. نتایج نشان داد که فیلم‌های رنگ‌شده با عصاره پیاز قرمز عملکرد خود را بدون تغییر قابل توجهی حفظ کرده‌اند، در حالی که فیلم‌های درمان‌شده با یون‌های آهن پس از پیری، کاهش قابل ملاحظه‌ای در انتقال نور داشتند.
این دستاورد می‌تواند کاربردهای گسترده‌ای در محافظت از انواع سلول‌های خورشیدی شامل سلول‌های پلووستایت و ارگانیک داشته باشد و همچنین زمینه‌ای برای توسعه سلول‌های خورشیدی قابل تجزیه بیولوژیکی به عنوان منابع تغذیه برای سنسورها و بسته‌بندی مواد غذایی فراهم آورد.
کد خبر 851553