ساخت سلول خورشيدي رنگدانه اي با بازدهي بالاتر از 6% با استفاده از نانو ذرات P-25 اكسيد تيتانيوم و بررسي عوامل موثر در بازدهي سلول

Fabrication of Over 6% Efficiency Dye Sensitized Solar Cell based on Using TiO2 (P25) nanocrystals; Investigation of effective Parameters on the cell efficiency

در اين تحقيق ساخت سلول خورشيدي رنگدانه اي (DSSC) با استفاده از نانوذرات دي اكسيد تيتانيوم 25-P گزارش شده است. خمير TiO2 با استفاده از نانو ذرات TiO2، اسيد نيتريك به عنوان عامل پراكنده كننده ذرات و پلي اتيلن گليكول براي ايجاد چسبندگي در محلول آبي ساخته شد. سپس براي تهيه فوتوالكترود مسلول، خمير نهايي بر روي يك زيرلايه شيشه اي با پوشش سطحي FTO (هادي شفاف) با روش دكتر بليد لايه نشاني شد. در ادامه ساير مراحل ساخت سلول خورشيدي رنگدانه اي شامل جذب رنگ، ساخت شيشه هادي پلاتينيزه شده به عنوان الكترود شمارنده، تزريق الكتروليت :/ و بستن مسئول انجام گرفت. توزيع اندازه نانو ذرات با استفاده از تصاوير ميكروسكوپ الكتروني SEM بدست آمد و ذراتي با اندازه هاي بين 25 – 30 نانومتر را نشان داد. سطح موثر نانو ذرات نيز با استفاده از آناليز اندازه گيري سطح BET در حدود m / g . كه بدست آمد. تائير مراحل تهيه خمير TiO2 ، ضخامت لايه فوتو الكترود و همچنين جذب رنگ آن بر بازدهي سلول مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد كه بهترين عملكرد سلول در ضخامت هاي فوتوالكترود در حدود 13 ميكرومتر بدست مي آمد. سلول تهيه شده در اين شرايط چگالي جريان اتصال كوتاه mA / em ! . ! ، ولتاژ مدار باز mV 715 و بازدهي تبديل %1 . 6 را نشان داد.

In this research we report fabrication of dye-sensitized solar cell (DSSC) based on using TiO2 (P-25) nanocrystals. TiO2 paste was prepared in aqueous solution including HNO3 as dispersing agent and poly ethylene glycol for adjusting viscosity. The final paste was deposited by Dr. Blade method on the glass/FTO substrate and other steps i.e dye (N719) adsorption, fabrication of platinum counter electrode, injection of I-/I3 - electrolyte and cell sealing were performed respectively. The size distribution of the TiO2 nanocrystals was measured by SEM images and demonstrated some particles with sizes around 25-30 nm. The effective surface area of the P-25 particles was also obtained about 40 m2/g by BET analysis. The effects of paste preparation steps, TiO2 photoanode thickness and consequently dye adsorption on the conversion efficiency were investigated. The results represented that the best efficiency was obtained for the cell with photoelectrode thickness of 13 μm. The Jsc, Voc and efficiency of the cell were 14 mA/cm2, 715 mV and 6.1% respectively