ساخت سلول خورشیدی حساس شده با رنگدانه با استفاده از نانوذرات tio2 و مشخصه یابی آن

سلول های خورشیدی حساس شده با رنگدانه در گروه سلول های خورشیدی نسل سوم قرار دارند. در این نوع سلول خورشیدی لایه ی رنگدانه ای که جذب سطح اکسید نیمه رسانا شده است وظیفه ی دریافت نور در ناحیه مرئی و تزریق الکترون به نوار رسانش اکسید نیمه رسانا را بر عهده دارد. در این تحقیق از دی اکسید تیتانیوم به عنوان اکسید نیمه رسانا و رنگدانه ی n719 به عنوان حساس کننده استفاده شده است. هدف از این تحقیق ساخت سلول خورشیدی حساس شده با رنگدانه با استفاده از نانوذرات دی اکسید تیتانیوم و مشخصه یابی آن بوده است. برای این منظور فتوآندهای ساخته شده از نانوذرات دی اکسید تیتانیوم در سه دمای 350، 450 و 550 درجه ی سانتیگراد زینتر شدند. سپس فتوآندهای ساخته شده در دمای 450 درجه ی سانتیگراد به مدت 5، 10، 15، 20، 25 و 30 ساعت در محلول رنگدانه قرار داده شدند تا مناسب ترین زمان غوطه وری مشخص شود. برای یافتن بهترین ضخامت فتوآند، لایه های دی اکسید تیتانیوم با ضخامت های 6، 11، 16 و 19 میکرون مورد بررسی قرار گرفتند. بررسی تاثیر پس عملیات تتراکلرید تیتانیوم (ticl4) روی نمونه های ساخته شده به روش دکتر بلید با خمیرهای مبتنی بر آب و اتانول انجام شد. در نهایت تاثیر روش لایه نشانی دی اکسید تیتانیوم بر عملکرد سلول خورشیدی حساس شده با رنگدانه مورد بررسی قرار گرفت. سلول های خورشیدی ساخته شده به وسیله ی طیف سنجی فرابنفش- مرئی، ضخامت سنجی، اندازه گیری مشخصات جریان- ولتاژ و تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی بررسی شدند. این بررسی ها نشان دادند بهترین ساختار لایه ی دی اکسید تیتانیوم که بیشترین راندمان را فراهم می کند در دمای زینتر 450 درجه ی سانتیگراد به دست می آید و مناسب ترین زمان غوطه وری فتوآند در رنگدانه 20 ساعت می باشد. نتایج حاصل از بررسی ضخامت لایه ی دی اکسید تیتانیوم نشان می دهد بهترین بازده در ضخامت 16 میکرون حاصل می شود. علاوه بر این انجام پس عملیات ticl4 و لایه نشانی به روش پوشش دهی چرخشی می تواند سبب بهبود عملکرد سلول خورشیدی حساس شده با رنگدانه شود.