سنتز نانوکریستالهای tio2 به روش سل ژل و استفاده از این نانوکریستالها در الکترود کار سلولهای خورشیدی رنگدانه ای

در این تحقیق نانوکریستال های tio2با فاز کریستالی آناتاز به روش سل ژل و سل ژل هایدروترمال با استفاده از پیش ماده تیتانیوم تترا ایزوپروپکساید تهیه شده اند. در بخش اول فرآیند سل ژل با استفاده از هیدرولیزttipدر حلالان- هپتانبا نسبت مولی ttip/water برابر 0/2 انجام می گیرد. نانوذرات تهیه شده پس از پخت در یک فرآیند چند مرحله ای به منظور تهیه خمیر در محیط های آبی و اتانولی با استفاده از پلیمرهای پلی اتیلن گلایکول و اتیل سلولز به کار می روند.با لایه نشانی این نانوذرات در ضخامت های مختلف بر سطح fto فوتوآند سلول های خورشیدی رنگدانه ای تهیه می شود. در نهایت پس از ساخت سلول مشخصه یابی سلول انجام می گیرد. نتایج نشان داد که در بهترین حالات بازدهی های تبدیل انرژی برابر 4/4% و 4/6% به ترتیب برای سلول های ساخته شده با فوتوآند های تهیه شده از خمیر tio2در محیط آبی و اتانولی بدست می آید. در بخش دوم رشد نانوذرات tio2به روش سل ژل- هایدروترمال در محدوده وسیعی از phهای اتوکلاو انجام گرفت. نتایج تصویربرداری sem نشان داد که با تغییر phاتوکلاودر محدوده 8-12، ذراتی با اندازه هایی در محدودهnm 11-70بدست می آید. نانوذرات tio2بدست آمده در phهای مختلفبطور جداگانه در ساخت فوتوآند سلول های خورشیدی رنگدانه ای با ضخامت های مختلف مورد استفاده قرار گرفتند. بر اساس نتایج با افزایش اندازه نانوذرات تشکیل دهنده فوتوآند با بازدهی سلول های خورشیدی ساخته شده افزایش می یافت. با این وجود در phهای 11 و 12، بازدهی مجددأ بواسطه اندازه بزرگ ذرات و کاهش جذب رنگ ، کاهش می یافت. بهترین بازدهی تبدیل انرژی سلول های خورشیدی رنگدانه ای ساخته شده برای فوتوآند متشکل از نانوذرات تهیه شده در 10=phدر ضخامت فوتوآندm μ 12 برابر 6/8 % بدست می آید. ترکیب نانوذرات با اندازه های مختلف در فوتوآند سلول های خورشیدی رنگدانه ای نیز دستیابی به بازدهی 7/7% را ممکن می ساخت.