توسعه عملكرد فتوولتاييك سلو ل خورشيدي رنگ دانه اي با استفاده از لايه نازك دي اكسيد تيتانيوم مزومتخلخل دوپ شده با ليتيوم

Performance Improvement of die sensitized photovoltaic photocell by using titanium dioxide thin layer doped with lithium

لايه نازك دي اكسيد تيتانيوم دوپ شده با مقادير مختلف ليتيوم روي زيرلايه ي اكسيد قلع دوپ شده با فلويور (FTO) با استفاده از فناوري دكتر بليد ايجاد شد. خواص ساختاري، نوري و مورفولوژي اين فيلم توسط پراش سنجي پرتو ايكس (XRD)، ميكروسكوپي الكتروني روبشي (SEM) و تست طيف نگاري بازتاب نفوذي (DRS) و خصوصيات سلول ساخته شده توسط مشخصه يابي ولتاژ - چگالي جريان (V-l) بررسي شد. نتايج پراش پرتو ايكس نشان داد كه تنها فاز تشكيل شده آناتاز است. اندازه ي كريستاليت هاي آناتاز با افزايش غلظت ليتيوم، كاهش يافت. تصاوير SEM نشان داد كه لايه هاي نازك توليدشده از لحاظ ساختاري يكنواخت بوده و داراي ذرات با اندازه ي 20 تا 40 نانومتر است. افزودن ليتيوم باعث بزرگ شدن مساحت سطح ويژه و كاهش اندازه ي حفره هاي تخلخل در لايه نازك شد. مشخصه يابي V-l نشان داد كه حضور ليتيوم باعث افزايش چگالي جريان مي شود، به طوري كه مقدار ISC نمونه ي حاوي 7/0 درصد وزني ليتيوم در مقايسه با نمونه ي بدون ليتيوم، از 17/1 به 5/2 ميلي آمپر بر سانتي متر مربع بهبود مي يابد. از آزمايش هاي DRS مشخص شد كه با افزايش غلظت ليتيوم، لبه ي جذب فيلم به سمت طول موج هاي كوتاه جا به جا مي شود.

Thin layers of titanium dioxide doped with different amounts of lithium were deposited onto fluorine-doped tin oxide (FTO) substrate by doctor blade method. Structural, optical and morphological properties of the layers were determined by x-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and diffuse reflectance spectroscopy (DRS). Specifications of the fabricated cells were measured by voltage-current density (V-I) method. XRD results showed that anatase was the sole phase produced. Rise in lithium concentration resulted in reduction of the crystallite sizes. SEM images showed homogeneous morphology with 20-40 nm crystallite size. Addition of Li resulted in enhancement of the specific surface area and diminution of the pore dimensions. Addition of 0.7 wt. % Li resulted in current density increase from 1.17 to 2.5 mA/cm2. DRS measurements indicated shifting of the optical absorption edge of the TiO2 layer towards lower wavelengths.