افزایش بهره ی سلول های خورشیدی رنگدانه ای نانو ساختار

سلول های خورشیدی رنگدانه ای با فراهم آوردن انرژی پاک و ارزان، به عنوان ابزار فوتوولتائیکی ارزان قیمت، پتانسیل بزرگی را در حیطه ی انرژی تجدید پذیر به خود اختصاص داده اند. سلول های خورشیدی رنگدانه ای بر پایه ی رنگدانه های طبیعی در مقایسه با سلول های خورشیدی رنگدانه ای بر پایه ی روتینیوم، عملکردی بسیار ضعیف دارند. به منظور افزایش عملکرد سلول های خورشیدی رنگدانه ای، رهیافت های متعددی از قبیل افزایش بهره ی جمع آوری فوتون و جذب اپتیکی سلول خورشیدی وجود دارند. با هدف افزایش عملکرد این دسته از سلول ها، تحقیقات گسترده ای صورت گرفته است. اهداف این پایان نامه تحقیق، بررسی و افزایش بهره ی سلول های خورشیدی رنگدانه ای بر پایه ی رنگدانه های طبیعی می باشد. سلول های خورشیدی رنگدانه ای با لایه نشانی فیلم دی اکسید تیتانیوم شامل نانو ذرات در ابعاد 20-15 نانو متر به عنوان آند، توسط رنگدانه های طبیعی استخراج شده از گیاهان، حساس سازی شدند. به منظور افزایش عملکرد سلول های خورشیدی رنگدانه ای، جهت استخراج رنگدانه های طبیعی شامل آنتوسیانین ها و بتالین ها، روش های متعددی ابداع و مورد استفاده قرار دادیم. برای بدست آوردن طیف جذبی رنگدانه های طبیعی استخراج شده، از طیف سنجی استفاده شد. به طوری که به ما این امکان را می دهد که طیف جذبی، در تطابق خوبی با طول موج های مورد نیاز سلول خورشیدی یعنی محدوده ی طیفی 750-450 نانو متر قرار گیرد. با هدف ارزیابی عملکرد سلول های خورشیدی رنگدانه ای، با استفاده از لامپ زنون که طیفی کامل و شبیه طیف تابشی خورشید دارا می باشد، مقادیر جریان- ولتاژ را اندازه گیری نمودیم. با داشتن مقادیر جریان- ولتاژ قادر هستیم مقادیر ff متناظر را محاسبه نمائیم. هم چنین با استفاده از مدل الکتریکی یک بعدی بر اساس معادلات سوق– پخش و پواسون، با استفاده از رنگدانه های طبیعی، جریان- ولتاژ سلول های خورشیدی رنگدانه ای را شبیه سازی کردیم، که نتایج شبیه سازی در توافق خوبی با نتایج تجربی می باشند.