بررسی عملکرد سلول های خورشیدی بر پایه نانوساختارهای tio2 تهیه شده به روش دکتر بلید و الکتروفورز

در این کار سلول های خورشیدی حساس شده با مواد رنگی (dssc) از نانوذرات tio2 به روش دکتر بلید و الکتروفورز تهیه و خصوصیات فتوولتاییک الکترودهای نانومتخلخل tio2 با تغییر ضخامت فیلم، دمای آنیل کردن مورد مطالعه قرار گرفت. به منظور بررسی خصوصیات فیزیکی-شیمیایی الکترودها مانند نوع فاز بلوری، مورفولوژی، توپوگرافی از آنالیزهای xrd، sem، tem، و afm استفاده شد. همچنین به منظور بررسی کارکرد تبدیل انرژی این سلول ها از دیاگرام های جریان-ولتاژ (i-v) بهره رفت. نتایج نشان می داد که تبدیل انرژی سلول ها به ضخامت فیلم فوتوآند وابسته است و افزایش تقریباً منظمی در راندمان انرژی در صورت افزایش ضخامت فیلم دیده می شود. اما با افزایش بیشتر ضخامت میزان راندمان سلول های dssc کاهش می یابد که این امر می تواند به دلیل ایجاد محدودیت در انتقالات الکترونی در فیلم های ضخیم می باشد که باعث افزایش مراکز باز ترکیب بار و همچنین افزایش طول نفوذ الکترون به منظور رسیدن الکترون به سطح fto می شود. در مورد تأثیر دمای آنیل کردن بر روند کار سلول ها، نتایج حاکی از این امر بود که با افزایش دما، به علت فرآیند سینترینگ، نانو ذرات tio2 با از دست دادن آب به یکدیگر می چسبند و درشت تر می شوند، در نتیجه سطح تماس کاهش یافته و فعالیت نوری کاهش می یابد. به علاوه، به منظور بهبود خصوصیات فتوولتاییکی سلول های خورشیدی، الکترودهای tio2 بوسیله غلظت های مختلفی از zno و ticl4 اصلاح شدند. مشاهده گردید که اصلاح سطحی الکترودهای tio2 منجر به بهبود راندمان سلول ها می شود که این امر به کاهش میزان باز ترکیب بار (بازترکیب الکترون-حفره ها) بر روی سطح الکترود tio2 و سهولت انتقالات الکترونی نسبت داده شد. کلمات کلیدی: نانوذرات، دکتر بلید، الکتروفورز، ضخامت الکترود tio2، دمای آنیل کردن، اصلاح سطحی، zno، ،ticl4، انتقالات الکترونی، فتوولتاییک، dssc، تبدیل انرژی.