بررسی تجربی تاثیر رنگدانه های طبیعی بر عملکرد سلول های خورشیدی مبتنی نانوساختار نانوذرات/نانوسیم های دی اکسید تیتانیوم

  • سال انتشار: 1401
  • محل انتشار: فصلنامه کارافن، دوره: 19، شماره: 3
  • کد COI اختصاصی: JR_KARFN-19-3_009
  • زبان مقاله: فارسی
  • تعداد مشاهده: 147
دانلود فایل این مقاله

نویسندگان

جواد عظیمی

دانش آموخته کارشناسی ارشد، گروه مهندسی نانوفناوری، دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران.

غلامرضا کیانی

دانشیار، گروه شیمی آلی و بیوشیمی، دانشکده شیمی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران.

ایوب کریم زادقویدل

عضو هیئت علمی، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه فنی و حرفه ای، تهران، ایران.

مهسا مهدوی نیا

دانشجوی دکتری، گروه شیمی آلی و بیوشیمی، دانشکده شیمی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران.

چکیده

برای بهره­مندی کامل از خصوصیات رنگدانه­ها، لازم است تا سلول­ها با ساختار نانویی در دسترس باشند؛ زیرا در این صورت به دلیل نسبت بالای سطح به حجم، می توان برهم کنش بهتری بین رنگ دانه و زمینه ایجاد کرد. هدف از این تحقیق، بررسی تجربی تاثیر رنگدانه­های طبیعی بر کارکرد سلول خورشیدی مبتنی بر ساختار نانویی نانوذرات/نانوسیم­های دی­اکسید تیتانیوم است. بدین منظور، ساختار ابتکاری نانویی، تولید و از سه رنگدانه طبیعی زعفران، زردچوبه و روناس به دلیل فراوانی، در دسترس بودن، سازگاری با محیط­زیست، بی­خطر بودن و فراوری آسان به عنوان حساس­کننده استفاده شد. طیف جذبی رنگدانه­ها توسط دستگاه اسپکتروفتومتر بررسی شدند. طول موج بیشینه برای رنگدانه­ های زعفران، زردچوبه و روناس به ترتیب ۵۱۰، ۵۰۰ و ۴۶۰ نانومتر به دست آمد. ریزساختار فوتوآند با استفاده از میکروسکوپ­ تونلی روبشی بررسی شد. مشخصه­یابی و عملکرد سلول خورشیدی توسط دستگاه شبیه­ساز سلول خورشیدی انجام شد. آنالیزهای میکروسکوپی نشان داد ترکیب نانوذرات و نانوسیم های دی­اکسید تیتانیوم، ساختاری متخلخل با نسبت سطح به حجم بالا ایجاد می­کند که تاثیر به سزایی را در میزان جذب رنگدانه و راندمان سلول خورشیدی ایفا می کند. ایجاد مسیرهای کوتاه­تر انتقال الکترون، تسهیل انتقال الکترون به تراز هدایت نیمه­رسانا و کاهش واکنش­های نوترکیبی، از مزایای مهم این ساختار محسوب می شوند. همچنین ارزیابی­ها نشان داد، رنگدانه روناس با بهبود بازده ۰۴/۴ درصدی نسبت به سایر رنگدانه­های موجود، عملکرد مطلوب­تری را در بهبود کارایی ساختار سلول خورشیدی مبتنی بر نانوذرات/نانو­سیم­های دی­اکسید تیتانیوم داشته است.

کلیدواژه ها

سلول خورشیدی حساس شده با رنگدانه نانوساختار, نانوذرات دی اکسید تیتانیوم نانوسیم های دی اکسید تیتانیوم رنگدانه طبیعی

اطلاعات بیشتر در مورد COI

COI مخفف عبارت CIVILICA Object Identifier به معنی شناسه سیویلیکا برای اسناد است. COI کدی است که مطابق محل انتشار، به مقالات کنفرانسها و ژورنالهای داخل کشور به هنگام نمایه سازی بر روی پایگاه استنادی سیویلیکا اختصاص می یابد.

کد COI به مفهوم کد ملی اسناد نمایه شده در سیویلیکا است و کدی یکتا و ثابت است و به همین دلیل همواره قابلیت استناد و پیگیری دارد.