به گزارش تابش کوثر، سلول‌های خورشیدی معمولاً با یک لایه پلاستیکی محافظ پوشانده می‌شوند تا در برابر پرتو فرابنفش آسیب نبینند. این لایه‌ها معمولاً از مواد نفتی مانند پلی‌وینیل فلوراید یا پلی‌اتیلن ترفتالات ساخته می‌شوند.
پژوهشگران به دنبال جایگزینی پایدار و گیاهی برای این پوشش‌ها هستند و نانوسلولز که از مواد گیاهی ساخته می‌شود، یکی از گزینه‌های اصلی است. نانوسلولز با شکستن سلولز به فیبرهای بسیار ریز تولید می‌شود.
در تحقیق جدید مشخص شد که ترکیب نانوسلولز با رنگ استخراج‌شده از پوست پیاز قرمز، حفاظت بسیار قوی در برابر پرتو فرابنفش ایجاد می‌کند. نتایج این تحقیق در نشریه «مواد نوری کاربردی منتشرشده در ای‌سی‌اس» منتشر شد.
این پوشش توانست ۹۹.۹٪ از پرتو فرابنفش تا طول موج ۴۰۰ نانومتر را مسدود کند و عملکرد بهتری نسبت به فیلترهای PET موجود در بازار داشته باشد.
روستم نیزاموف، پژوهشگر دکتری دانشگاه تورکو در فنلاند، اعلام کرد: «این روش گزینه‌ای بسیار امیدوارکننده برای کاربردهایی است که پوشش محافظ باید گیاهی و زیست‌پایه باشد.»
در این مطالعه، پژوهشگران چهار نوع پوشش نانوسلولزی را مقایسه کردند: پوشش حاوی رنگ پیاز قرمز، پوشش حاوی لیگنین، پوشش با یون‌های آهن و ترکیب‌های دیگر.
همه این پوشش‌ها از سلول‌های خورشیدی در برابر پرتو فرابنفش محافظت کردند، اما رنگ پیاز قرمز بهترین عملکرد را داشت.
سلول‌های خورشیدی باید تعادلی بین محافظت در برابر پرتو فرابنفش و عبور نور مرئی برقرار کنند. پرتو فرابنفش کمتر از ۴۰۰ نانومتر مضر است، اما عبور نور مرئی بین ۷۰۰ تا ۱۲۰۰ نانومتر برای تولید برق ضروری است.
لیگنین به دلیل رنگ قهوه‌ای تیره، عبور نور را محدود می‌کند و نمی‌تواند برای فیلم‌های شفاف مناسب باشد. پژوهشگران توضیح دادند: «فیلم‌های حاوی لیگنین معمولاً بین ۴۰۰ تا ۶۰۰ نانومتر فقط ۵۰٪ نور را عبور می‌دهند و بالای ۶۰۰ نانومتر حداکثر ۸۵٪ نور را عبور می‌دهند.»
در مقابل، فیلم نانوسلولزی با رنگ پیاز قرمز بیش از ۸۰٪ نور در طول موج‌های بلندتر (۶۵۰ تا ۱۱۰۰ نانومتر) عبور می‌دهد و طی یک دوره آزمایش طولانی، عملکرد خود را حفظ کرد.
این آزمایش شامل قرار دادن فیلم‌ها تحت نور مصنوعی به مدت ۱۰۰۰ ساعت بود، معادل حدود یک سال تابش خورشید در اروپا. نیزاموف گفت: «این مدت زمان اهمیت آزمایش طولانی‌مدت فیلترهای فرابنفش را نشان می‌دهد. عبور نور و حفاظت UV سایر پوشش‌های زیست‌پایه با گذر زمان کاهش یافت.»
او افزود: «برای نمونه، فیلم‌هایی که با یون‌های آهن ساخته شده بودند، ابتدا عبور نور خوبی داشتند اما پس از گذشت زمان کاهش یافت.»
م/۱۱۰*
نظر شما