رشد نانوذراتCdTe با اندازه هاي مختلف در محلول آبي و لايه نشاني آنها بر سطح لايه نانوساختاري TiO2/CdS با استفاده از مولكول هاي چسباننده تيوگليكوليك اسيد به منظور استفاده در سلولهاي خورشيدي حساس شده با نقاط كوانتومي

Aqueous synthesis of CdTe NCs of different size and their deposition on TiO2/CdS nanocrystalline layer by linker thioglycolic acid molecules for application in quantum dot sensitized solar cells

در اين مقاله از نقاط كوانتومي CdS و CdTe به عنوان حساس كننده در سلول هاي خورشيدي نانو ساختاري مبتني بر TiO2 استفاده شده است. شكاف انرژي نانو كريستال هاي CdTe را به گونه اي مي توان تنظيم كرد كه بيشترين طيف خورشيد را جذب كنند. درنتيجه سلول هاي خورشيدي حساس شده با نقاط كوانتومي با سايزهاي مختلف نانوكريستال هاي CdS و CdTe پهناي طول موج جذب نور را گسترش مي دهند. نانوذرات TiO2 تهيه شده به روش هايدروترمال به عنوان فوتوآند بر سطح زيرلايه شيشه/هادي شفاف جايگذاري مي گردند. سپس نقاط كوانتومي CdS به روش جذب متوالي لايه هاي يوني و انجام واكنش (SILAR) بر سطح اين لايه نانوكريستالي رشد داده مي شوند. نقاط كوانتومي CdTe به روش رسوبدهي شيميايي در زمان هاي رفلاكس مختلف سنتز شده اند. تيوگليكوليك اسيد به عنوان عامل پوششي و همچنين مولكول اتصال دهنده به لايه TiO2 استفاده مي شود. درنهايت نانوكريستال هاي CdTe به روش چكاندن قطره لايه نشاني مي شوند. نتايج نشان داد كه سلول خورشيدي تهيه شده با حساس سازي فوتوآند با نقاط كوانتومي CdS در طي 6 دوره لايه نشاني، نقاط كوانتومي CdTe طي 5 ساعت زمان رشد بدست مي آمد. اين سلول خورشيدي داراي پارامتر هاي فوتوولتايي جريان مدار كوتاه (Jsc) mA/cm2 26/6 ، ولتاژ مدار باز (Voc) mV 585 و بازدهي تبديل انرژي 1/2 % مي باشد

In this research, CdS and CdTe quantum dots were applied as the light sensitizers in TiO2 based nanostructured solar cells. The bandgap energy of CdTe nanocrystals could be adjusted to absorb most of the solar spectrum. As a result, the co-sensitization of quantum dot sensitized solar cells with CdS and CdTe NCs of different size could extend the wavelength range of the light absorption. The TiO2 nanocrystals were synthesized through a hydrothermal process and deposited on FTO glass substrates as the photoanode scaffold. Then CdS quantum dots were grown on the surface of this nanocrystalline layer by a successive ionic layer adsorption and reaction (SILAR) method. The CdTe quantum dots were also synthesized through a chemical precipitation method at different refluxing times. The thioglycolic acid was applied as the capping agent and also the lincker molecules to the TiO2 layer. Finally the CdTe nanocrystals were over-deposited through a drop-casting method. Finally this sensitized nanocrystalline layer was applied as the photoelectrode of the corresponding quantum dot sensitized solar cells. The results demonstrated that the maximum efficiency was achieved for the cell with a photoanode made of co-sensitization through 6 deposition cycles for CdS quantum dots and CdTe quantum dots which were grown in 5 hours of refluxing time. The photovoltaic parameters of this cell was measured as the short circuit current density (Jsc) of 6.26 mA / cm2, open circuit voltage (Voc) of 585 mV and the energy conversion efficiency of 2.1 %.