ساخت سلول‌های خورشیدی حساس‌شده با رنگ با استفاده از ساختار‌های کروی و نانو‌حفره TiO2

حسین پور دهکردی, مهرداد; شهریور قوزوللو, جعفر; نیک بین, سعید; کازرونی, حنیف

doi:10.30501/jamt.2635.70271

ساخت سلول‌های خورشیدی حساس‌شده با رنگ با استفاده از ساختار‌های کروی و نانو‌حفره TiO2

نوع مقاله : مقاله یادداشت پژوهشی

نویسندگان

مهرداد حسین پور دهکردی ¹

جعفر شهریور قوزوللو ²

سعید نیک بین ³

حنیف کازرونی ⁴

¹ دانشگاه کاشان - گروه شیمی فیزیک

² دانشگاه صنعتی امیرکبیر تهران - دانشکده مهندسی معدن و مواد

³ دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران مرکز - باشگاه پژوهشگران جوان

⁴ دانشگاه صنعتی امیر کبیر - دانشکده مهندسی شیمی - گرایش بایوتکنولوژی

10.30501/jamt.2635.70271

چکیده

در این تحقیق به بررسی ساختارهای جدید تیتانیوم دی اکسید برای کاربرد در سلولهای خورشیدی حساس شده با رنگدانه پرداخته شده است. ساختارهای تیتانیوم دیاکسید به روش هیدروترمال سنتز شده و در حین سنتز، به صورت مستقیم بر روی زیر لایه نشانده شده است. دو ساختار کروی متفاوت سنتز گردیده است که یکی از این ساختارها دارای ابعاد میکرومتری و حفره های نانومتری است و ساختار دیگر قطری در حدود 400 تا 500 نانومتر دارد. روش ساخت این سلولها عمدتاً ساده بوده و تکرارپذیری آنها اثبات شده است. روش لایه نشانی به کار برده شده برای نانوذرات در این تحقیق نیز روش الکتروفورز است که نیازمند تجهیزات پیچیدهای نیست. به علاوه در روند لایه نشانی نانوذرات از تکنیک های خاصی برای بهبود سطح لایه ها استفاده شده است. همچنین سنتز ساختارها با استفاده از مواد ارزان و فرآیندهای بعضاً با طراحی ساده می باشد. مورفولوژی ذرات با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی بررسی شده است و ساختار کربستالی ساختارها نیز با استفاده از الگوی XRD مشخص شده است. بازدهی به دست آمده برای DSSCs بترتیب حدود 8/3 و 1/6 درصد بوده است.

کلیدواژه‌ها

تیتانیوم دی‌اکسید

الکتروفورز

حساس‌شده با رنگ

میکروسکوپ الکترونی روبشی

عنوان مقاله English

Fabrication of Dye sensitized solar cell by spherical and Nano pore TiO2 structure

نویسندگان English

M. Hossein pour ¹

J. Shahrivar ²

S. Nikbin ³

H. Kazerooni ⁴

¹ Department of Chemistry, University of Kashan, Iran

² Department of Materials, University of Amir Kabir, Iran

³ Young Researchers and Elite Club, Iran

⁴ Department of Chemistry engineering, University of Amir Kabir, Iran

چکیده English

The present work studies new proposed formation of Titanium Dioxide for fabricating Dye sensitized solar cells, (DSSCs). Titanium Dioxide was synthesized by hydrothermal method. Deposition of the layers performed with electrophoretic method. In addition, materials used to synthesis are inexpensive. Two structures have been synthesized in different spheres of nanometer dimensions with diameter in rang 400-500 nm and the other with nano pore in rang 20-50 nm. The efficiencies of these Cells are reliable and repeatable. Morphologies and crystal structures were studied by Scanning electron microscopy and XRD pattern respectively. The obtained power conversion efficiencies for DSSCs sensitized with these processes were 3.8 and 6.1 percent respectively.
shear stresses in TGO layer were also calculated and the results show these stresses are 35% lower than micro ones. Modeling results validates long life time of nano-structured coatings.

کلیدواژه‌ها English

coating

thermal barrier

nano-structured

modeling

Service, R. F. Science. 2005, 309, 548-551.
Potocnik, J. Science. 2007, 315, 810-810.
Schiermeier, Q, Tollefson, J, Scully, T, Witze, A, Morton, O. Natur 2008, 454, 816-822.
Hagfeldt, A, Boschloo, G, Sun, L, kloo, L, Pettersson, H. Rev. 2010, 110, 6595–6663.
Vogle, H, W, etal. Chemical News. 1873, 318-319.
Gra¨tzel, M. Nature. 2001, 414, 338-344.
McEvoy, A. J, Gra¨tzel, M. Energy Mater. Sol. Cells. 1994, 32, 221-227.
Gerischer, H, Tributsch, H. Ber. Bunsen-Ges. Chem. 1968, 72, 437-445.
Gerischer, H, Michel-Beyerle, M. E, Rebentrost, F, Tributsch, H. Acta 1968, 13, 1509 1515.
Matsumura, M, Nomura, Y, Tsubomura, H. Bull. Soc. Jpn. 1977, 50, 2533-2537.
Alonso, N, Beley, M, Chartier, P, Ern, V. Rev. Appl. 1981, 16, 5-10.
O’Regan, B, Gra¨tzel, M. Nature 1991, 353, 737-740.
Desilvestro, J, Gra¨tzel, M, Kavan, L, Moser, J, Augustynski, J. J. Chem. Soc. 1985, 107, 2988-2990.
Nazeeruddin, M. K.; Kay, A.; Rodicio, I.; Humphry-Baker, R.; Mueller, E.; Liska, P.; Vlachopoulos, N.; Gra¨tzel, M. J. Chem. Soc. 1993, 115, 6382.