ساخت نانوذرات اکسید تیتانیوم به روش هیدروترمال و استفاده از آن در سلول خورشیدی رنگدانه ای

امروزه مصرف جهانی انرژی به طور چشم گیری در حال افزایش است و اصلی ترین منبع انرژی یعنی سوخت های فسیلی به تدریج در حال اتمام می باشد. یک راهکار مناسب، استفاده از منابع دیگر انرژی مانند انرژی خورشیدی است. سلول های خورشیدی قطعاتی هستند که نور خورشید را به انرژی الکتریکی بر اساس فرایند های فوتوولتائیک تبدیل می کنند. در حال حاضر، سلول های خورشیدی که به طور وسیع، تجاری سازی می شوند، بر پایه ی اتصال p-n سیلیکن هستند. سلول های خورشیدی سیلیکنی بهره خوبی دارند اما تکنولوژی ساخت آن ها گران و نیازمند مواد با خلوص بالا هستند. در طول سال های اخیر سلول-های خورشیدی رنگدانه ای (dsscs) توجه بسیاری را به خود جلب کرده اند. این سلول ها بر پایه نیمه رساناهای با گاف بزرگ هستند که با رنگدانه های جاذب نور در محدوده نور مرئی حساس شده اند و به عنوان لایه فعال در سلول عمل می کنند. dssc ها در مقایسه با سلول های سیلیکن ارزان تر هستند اما بهره ی آن ها پایین تر است. راه های بسیاری برای بهبود بازده سلول های خورشیدی رنگدانه ای وجود دارد. یکی از آن ها استفاده از لایه پراکنده کننده روی لایه فعال است. لایه ی پراکنده کننده با بازتاب نور به سمت لایه فعال باعث می شود توانایی سلول برای جذب نور افزایش یابد و این امر بهره سلول خورشیدی را افزایش می دهد. در این پژوهش نانوذرات اکسید تیتانیوم به روش هیدروترمال ساخته و در لایه ی فعال سلول خورشیدی رنگدانه ای استفاده شد. افزون بر آن میکروذرات اکسید تیتانیوم برای به کار بردن در لایه پراکنده کننده به روش سل-ژل ساخته شدند. نانوذرات و میکروذرات به روش پراش پرتوی x، تعیین اندازه نانوذرات و میکروسکوپ الکترونی روبشی بررسی شدند. با استفاده از میکروذرات و ترکیب نانوذرات و میکروذرات لایه ی پراکنده کننده ساخته شد. مشخصه یابی i-v نشان داد سلول های خورشیدی با لایه پراکنده کننده بازده بهتری نسبت سلول خورشیدی بدون لایه پراکنده کننده داشتند.