طراحی سلول های خورشیدی با استفاده از نانولوله های کربنی تک جداره

سلول های خورشیدی رزینه الکترولیتی، مشکلاتی از جمله خورندگی و تبخیر الکترولیت مایع در اثر تابش خورشید را دارندکه این عمل باعث از دست دادن عملکرد طبیعی ساختار سلول خورشیدی به مرور زمان شده و دارای طول عمر کوتاهی می شوند؛ به همین دلیل تلاش می شود از جایگزین مناسبی برای الکترولیت مایع استفاده شود، یکی از گزینه های موجود پلیمرهای مزدوج می باشد. اما مهمترین مشکل در این نوع سلول ها انتقال کم حفره در محیط جامد است که باعث تحرک ذاتی کم حفره در نیمه هادی می شود و میزان بازترکیب حامل ها را افزایش می دهد. به منظور کاهش فرآیند بازترکیب، در سلول های خورشیدی رزینه حالت جامد، از سلول های خورشیدی حاوی نانولوله های کربنی تک جداره استفاده می شود. در حقیقت، با اضافه کردن نانولوله به عنوان تله الکترونی/ حفره ای در مواد داخل سلول خورشیدی مسیر مستقیمی برای جمع کننده جریان مهیا می شود. با اضافه شدن نانولوله کربنی به سلول خورشیدی، حامل ها با سرعت بیشتری در داخل شبکه نانولوله کربنی به طرف سطح الکترود مربوطه منتقل می شوند. از طرفی دیگر،نانولوله کربنی مقاومت سری سطح ماده را کاهش داده و در نتیجه باعث افزایش کارایی سلول خورشیدی می شود. در این پروژه سلول های خورشیدی رزینه حالت جامد انعطاف پذیر با استفاده از اکسید روی و پلی مر p3ht ، با استفاده از دو نوع مولکول رنگدانه n719ومولکول رنگدانه سیاه در سه دمای 300ok، 330ok،270okطراحی شده است. با افزایش دما، گاف انرژی مواد نیمه هادی کاهش می یابد و افزایش دما باعث افزایش انرژی الکترون ها شده در نتیجه باعث کاهش voc و افزایش jsc می شود. پلی مر در سلول خورشیدی به عنوان انتقال دهنده حفره عمل می کند.اضافه کردن نانولوله های کربنی تک جداره به دو لایه در سلول خورشیدی، تغییراتی در تراز homoو lumoترکیب zno/swntوp3ht/swntایجاد می کند.نانولوله های کربنی تک جداره درznoوp3ht ، پخش می شوند و خاصیت هدایت سطحی مواد را افزایش می دهند.در سلول خورشیدی موردنظر از نانولوله کربنی تک جداره به عنوان انتقال دهنده هر دو حامل استفاده شده است.در نتیجه سعی برآن شده است که جریان فوتونی و بازده سلول خورشیدی مورد نظر را افزایش دهیم. بدین منظور عملکرد سلول خورشیدی مورد نظر را در دماهای متفاوت مورد بررسی قرار داده ایم. میزان بازده و چگالی جریان این نوع از سلول خورشیدی با وارد کردن نانولوله کربنی به عنوان انتقال دهنده هر دو حامل افزایش یافته و میزان ماکزیمم بازده با وارد کردنمولکولn719 به سلول خورشیدی،به مقدار 28.23%رسیده است. میزان چگالی جریان با وارد کردن n719، به مقدار0.7177 ma/cm2رسیده است.