بررسی اثر پلاسمونیک در سلول‍ های خورشیدی آلی حساس شده به رنگ و نقاط کوانتمی

ویژگی رزونانس پلاسمون سطحی نانوذرات نقره، ما را قادر به کنترل نور در ابعاد نانومتری می کند. در این رساله نانوذرات نقره به روش شیمیایی با کاهنده سدیم بوروهیدرید سنتز شدند و به دو روش لایه-نشانی چرخشی و لایه نشانی غوطه وری در ساختار سلول خورشیدی رنگدانه ای به ترتیب بعد و قبل tio2 به کار بـرده شدند. نانوذرات نقره و سلول های خورشیدی مرجع و پلاسمونیکی با اندازه گــیری ولتاژ-جریان، طیف جذب محلول نانوذرات و رنگدانه و طیف جذب فوتوآند مرجع و پلاسمونیکی، مشخصه یابی شدند. بهبود عملکرد سلول خورشیدی رنگدانه ای با افزایش جذب نور و در نتیجه افزایش جریان اتصال کوتاه مشاهده شد. این بهبود ناشی از اثر میدان نزدیک و پراکندگی نانوذرات نقره است. ساختارهای هسته-پوسته با هسته ی فلزی و پوسته ی اکسیدفلزی به دو دلیل مورد توجه قرار گرفتند (1): خورده شدن نانوذرات نقره توسط الکترولیت یدید-تری یدید که باعث عدم پایداری سلول خورشیدی رنگدانه ای پلاسمونیکی می شود و (2): شارژ الکترونی نانوذرات نقره که موجب اتلاف حامل های بار تولید شده و در نتیجه کاهش بازده جمع آوری الکترون می شــود. به این منظور از ساختار جدید هسته-پوسته نقره-دی اکسید قلع استفاده شد. دی اکسید تیتانیوم و دی اکسید سیلیسیوم متداول ترین موادی هستند که به عنوان پوسته استفاده می شوند. در این کار از پوسته ی جدید دی اکسید قلع استفاده شد. دی اکسید قلع با ضریب شکست 006/2، ثابت دی الکتریک 86/9 و گاف انرژی ev 57/3 یک نیم رسانا است. هم چنین دی اکسید قلع در مقایسه با دی اکسید تیتانیوم تحرک پذیری بار بالاتری دارد که انتقال الکترون های تولید شده را افزایش می دهد. نانوذرات هسته-پوسته نقره-دی اکسید قلع شارژ الکترونی را کاهش دادند. همچنین این نانوذرات جریان اتصال کوتاه را در مقایسه با نانوذرات نقره بیشتر افزایش دادند که ما آن را به کاهش شارژ الکترونی و تحرک پذیری بالاتر دی اکسید قلع نسبت دادیم. نانوذرات نقره و نانوذرات هسته-پوسته نقره-دی اکسید قلع به ترتیب %41 و %45 بازدهی سلول را افزایش دادند.