لایه نشانی نانوذرات دی اکسیدتیتانیوم به روش الکتروفورتیک برای استفاده در سلول های خورشیدی رنگدانه ای

یکی از بهترین جایگزین ها برای دی اکسیدتیتانیوم در فوتوالکترود سلول خورشیدی رنگدانه ای، اکسیدروی است که ترابرد الکترون در آن بسیار بالاتر از tio2 است. اما پایداری شیمیایی کم zno در مجاورت محلول اسیدی رنگدانه، بازده سلول های خورشیدی ساخته شده بر پایه zno را محدود می کند. در این پژوهش برای ساخت فوتوالکترود برپایه zno، رشد نانوساختار دوبعدی zno به روش الکتروشیمیایی انجام شده است. سپس به منظور افزایش پایداری شیمیایی آن، یک پوشش با ضخامت بسیار کم از tio2 بر روی آن نشانده شده است. برای لایه نشانی پوشش محافظ tio2 از چندین روش استفاده شده است و بهترین نتیجه مربوط به لایه نشانی به روش رسوب دهی فاز مایع است. پوشش دهی zno با یک لایه بسیار نازک tio2 می تواند پایداری شیمیایی آن را در معرض نور در مجاورت محلول اسیدی رنگدانه افزایش دهد و باعث کاهش بازترکیب الکترون با مولکول های اکسیدشده رنگدانه و جفت اکسایش – کاهش الکترولیت شود، که نتیجه آن افزایش طول عمر الکترون تزریق شده به درون ساختار است. بنابراین ولتاژ مدار باز و هم چنین فاکتور پرکنندگی سلول بهبود یافته و بازده سلول به میزان حدود چهار برابر افزایش می یابد. سپس برای افزایش سطح موثر لایه شامل نانوساختارهای دوبعدی و افزایش میزان جذب مولکول های رنگدانه، نانوذرات tio2 به روش الکتروفورتیک بر روی نانوصفحات zno لایه نشانی شده است. تصاویر sem نشان می دهد که نانوذرات tio2 سطح تمامی نانوصفحات zno را پر کرده است و تخمین زدن فاکتور زبری افزایش سطح موثر لایه به میزان حدود سه برابر را نشان می دهد. با ایجاد پوشش محافظ tio2و افزایش سطح موثر ساختار، فوتوآند نهایی ساخته شده است، و مقایسه نمودارمشخصات فتوولتائیکی سلول های خورشیدی ساخته شده متشکل از فوتوآند شامل لایه های ترکیبی zno/tio2 با سلول خورشیدی برپایه zno، افزایش بازده سلول را از حدود 0.15% تا بیش از 2% نشان می دهد.