ساخت کره های توخالی tio2 با ابعاد نانومتری و استفاده از آن ها به عنوان پراکننده نور در فوتوالکترود سلول های خورشیدی رنگدانه ای

نانوکره های توخالی tio2 به دلیل ایجاد بازتاب های اپتیکی چندگانه برای نور فرودی می توانند به عنوان پراکننده ای مناسب در محدوده ی طول موج های مرئی بکار روند. ایجاد پراکندگی مناسب نور در فوتوآند سلول های خورشیدی رنگدانه ای منجر به افزایش طول راه نوری پرتوهای فرودی، جذب نور بیشتر و افزایش بازدهی سلول ها خواهد شد. در این تحقیق قالب نانوکره های کربنی با ابعاد nm 200، nm 400 و nm 600 به روش هایدروترمال تهیه می شوند. سپس با استفاده از پیش ماده ی تیتانیوم تترا ایزوپروپکساید (ti{och(ch3)2}4 or ttip) و به روش اپیتکسی فاز مایع (lpd) پوششی از tio2 بر سطح این کره ها ایجاد می شود. در نهایت نانوکره های توخالی tio2 با اندازه های مختلف قالب نانوکره های کربنی برای زمان های خاصی از فرایند lpd ایجاد می شوند. برای ساخت فوتوآند سلول های خورشیدی رنگدانه ای یک و دو لایه از نانوذرات tio2 با اندازه هایی در محدوده nm 20-15که به روش هایدروترمال در دو محیط متفاوت اسیدی (5/1=ph ) و بازی (0/10=ph ) تهیه شده بر بستر fto لایه نشانی می شوند. سپس برای بررسی اثر پراکندگی نور بر کاربرد سلول یک لایه از نانوکره های توخالی tio2 با اندازه های مختلف بر سطح لایه های شفاف tio2 زیرین جایگذاری می شود. لایه نشانی ها با استفاده از خمیر نانوکره های توخالی tio2 که با روشی اصلاح شده و هم چنین خمیر 18% وزنی از نانوذرات tio2 انجام می گیرد. نتایج نشان داد که با استفاده ار لایه های زیرین و شفاف tio2 از نانوذرات تهیه شده در دو محیط متفاوت بازی و اسیدی و لایه های متفاوت پراکننده ی نور بازدهی های بیشینه ای به ترتیب برابر 4/9% و 7/9% برای سلول های خورشیدی رنگدانه ای بدست می آمد. این بازدهی های قابل ملاحظه نشان دهنده افزایش بازدهی 118% (از 3/4% به 4/9%) و 40% (از 7% به 7/9%) نسبت به سلول های خورشیدی شاهد با فوتوآند بدون لایه پراکننده ی نور بود.