ساخت و مشخصه يابي سلول هاي خورشيدي رنگدانه اي بر پايه الكترودهاي كامپوزيتي نانو لوله اي - نانوذره اي

Fabrication and Characterization of Dye-sensitized Solar Cells Based on TiO2 Nanoparticle/Nanotube Composite Electrodes

در اين تحقيق، تاثير افزودن نانولوله هاي اكسيد تيتانيوم به الكترود نانوذره اي سلول خورشيدي رنگدانه اي مورد بررسي قرار گرفته است. با ساخت سلول خورشيدي رنگدانه اي و اضافه كردن نانولوله هاي اكسيد تيتانيوم، كه به روش الكتروشيميايي ساخته شدند، به الكترود نانوذره اي جريان اتصال كوتاه سلول تا بيش از 2 ميلي آمپر بر سانتي متر مربع و بازده آن تا 10 % درصد افزايش يافت و بازده نهايي سلول خورشيدي به 5,6 % رسيد. با اندازه گيري ولتاژ و جريان گذراي سلول تحت تابش مدوله شده نوري، طول عمر و زمان انتقال الكترون از ساختار و در نهايت طول ديفيوژني الكترون ها در الكترود محاسبه شد. نتايج حاكي از آن است كه با افزودن نانولوله به الكترود نانوذره اي زمان انتقال الكترون از ساختار كاهش يافته و از طرف ديگر طول عمر الكترون در ساختار تا چندين مرتبه افزايش مي يابد. هم چنين اضافه كردن نانولوله ها به فيلم نانوذره اي تا 5 درصد، باعث افزايش طول ديفيوژن الكترون ها در ساختار تا 7 مرتبه و افزايش بازده جمع آوري بار در الكترود تا نزديك 100 درصد مي شود.

In this report, we have investigated the effect of adding nanotubes of TiO2 to nanoparticulated electrodes of Dye-sensitized Solar Cell (DSC). Fabricating DSC and adding nanotubes, that have been synthesized using electrochemical method, the short circuit current of cell increased by 2 mA/cm2 and the efficiency of cell improved by 10% and reached 5.6%. Investigation on electron life time and transport time in nanostructured electrodes have been done using transient measurements of potential and current under modulated incident light. We have found that adding 5wt% nanotubes to nanoparticles caused the increase in electron lifetime and decrease in transport time which resulted in longer diffusion length up to 7 times and improvement in charge collection efficiency close to 100% .