خواص الکترواپتیکی سلول های فوتوولتائیک نانو ساختاری تهیه شده از مواد آلی
Abstract
در این پژوهش، به منظور بهبود عملکرد سلول های فوتوولتائیک حساس شده با رنگدانه، نانو لوله های-کربنی تک دیواره (swcnt) به ژل الکترولیت حاوی پلی اتیلن گلیکول (peg)، پلی وینیل-پیرولیدن(pvp) ، ید (i2) و پتاسیم یدید (ki) افزوده شد. ولتاژ مدار باز (voc) برابر v 47/0، جریان مدار بسته (jsc) برابر ma/cm2 82/3 و بازده ای برابر با 85/0% برای این dssc به دست آمد. طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی (eis) برای تعیین مقاومت در مرزها و طول عمر الکترون در تراز رسانش tio2 مورد استفاده قرار گرفت. ژل الکترولیتی متشکل از ki،i2،peg ، pvp با نسبت های مختلف آب و استونیتریل تهیه گردید و در ساخت dssc به کار گرفته شد. اثر مقادیر مختلف آب بر روی خواص الکتروشیمیایی dsscs با استفاده از ولتامتری چرخه ای و eis مورد مطالعه قرار گرفت. مشاهده شد، با افزایش مقدار آب به درون ژل الکترولیت، voc و فاکتور گنجایش (ff) افزایش می یابد، در حالی که جریان مدار بسته مقادیر کمتری را نشان می دهد. رنگدانه های پلیمری اپی نفرین و دوپامین در محلول آبی بافر تریس (هیدروکسی متیل آمینو متان) تحت گاز نیتروژن تهیه شدند و در ساخت dsscs مورد استفاده قرار گرفتند. خواص فوتوولتائیک برای سلول های ساخته شده با استفاده از دو رنگدانه مورد بررسی قرار گرفت. بیشینه بازدهی به دست آمده برای dssc برپایه رنگدانه پلی اپی نفرین 41/0% و برای dssc بر پایه رنگدانه پلی دوپامین 26/0% به-دست آمد، که نشان دهنده افزایش 63% بازده برای سلول های ساخته شده بر پایه پلی اپی نفرین می-باشد. جهت افزایش بازدهی، کاهش استفاده از پلاتین و صرفه جویی در مصرف انرژی و هزینه، نانوکامپوزیت جدیدی متشکل از wt% 5 نانوذرات پلاتین، wt% 10گرافن وwt% 85 پلی آنیلین در دمای پایین تهیه شد. فیلم نازک پلیمری به روش لایه نشانی چرخشی بر روی شیشه fto قرار گرفت و در ساخت dssc به کار گرفته شد. ریخت شناسی و خواص الکتروشیمیایی آن با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem, tem) و طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی بررسی شد. بر اساس نتایج به دست آمده از آنالیز الکتروشیمیایی و فوتوولتایی، ساختار متخلخل کامپوزیت، رسانندگی الکتریکی بیشتر، فعالیت کاتالیزوری بهتر و بازده فوتوولتائیک (20/6%) بالاتری را در مقایسه باdsscs ساخته شده از الکترودهای شمارنده پلاتین (52/5%) و پلی آنیلین (87/4%) نشان داد.