رشد سل ژل نانوبلورهای TiO2 در محیط ان- هپتان و لایه نشانی آنها به منظوراستفاده در سلول خورشیدی رنگ دانه ای

در این تحقیق نانوبلورهایTiO2 به روش سل- ژل بر مبنای هیدرولیز پیش ماده تیتانیوم تترا ایزوپروپوکساید Ti{OCH(CH3)2}4 در یک بستر روغنی از جنس n Heptan تهیه گردیدند. نقش محیط روغنی در این روش رشد، رقیق سازی مواد اولیه واکنش دهنده و در نهایت ایجادقابلیت تشکیل نانوبلورهای TiO 2 با ابعاد کوچکتر و سطح موثر پودر بیشتر است. پخت نانو پودر ساخته شده در دمای 450 C به مدت h 1 منجر به تهیه نانوذرات بلوری فاز آناتاز TiO2 گردید. در ادامه این نانوذرات با غلظت مناسب در یک محیط آبی حاوی پلی اتیلن گلایکول (PEG) به عنوان عامل ایجاد کننده چسبندگی و با اعمال فرایند حرارت دهی دمای پایین بصورت خمیر TiO2 درآمدند . خمیر تهیه شده به روش دکتر بلید بر روی شیشه رسانا FTO لایه نشانی گردید و فوتوآند سلول تهیه گردید. سپس سایر مراحل ساخت سلول خورشیدی رنگدانه ای شامل جذب رنگ، ساخت شیشه هادی پلاتینه شده به عنوان الکترود شمارنده، تزریق الکترولیت I  / I3  ، بستن سلول انجام گرفت. طیف پراش پرتوی X تهیه شده از نانوذرات نشان دهنده تشکیل فاز بلوری آناتاز TiO2 بود. همچنین تصاویر SEM تهیه شده از سطح فوتوآندها نشان دهنده تشکیل ذراتی کاملا کروی بود. نمودار توزیع اندازه ذرات برگرفته از تصاوی ر SEM نیز نشان داد که اندازه ذرات در گستره 3715 nm میباشد. بر اساس نتایج بهترین عملکرد سلول با استفاده از فوتوآند تهیه شده با نانوذرات TiO2 در ضخامت 51 میکرومتر حاصل شد. برای این سلول چگالی جریان اتصال کوتاه 12/ 44mA/ cm2، ولتاژ مدار باز 655 mV ، عامل پرشدگی 55/0 و بازدهی تبدیل4/4% به دست آمد.

کلیدواژه ها:

سلولهای خورشیدی رنگدانه ای ، سنتز نانوذرات تیتانیوم دی اکسید ، سل ژل