تاثیر استفاده توام از نانوذرات و نانوالیاف TiO2 در الکترود کاتد بر بازدهی سلول خورشیدی حساس به رنگدانه طبیعی پوست انار سیاه

Abstract

در این پژوهش با استفاده از رنگدانه پوست انار سیاه به عنوان حساس کننده و نانوالیاف و ترکیب نانوذرات و نانوالیاف به عنوان بستر رنگدانه در سلول خورشیدی حساس به رنگدانه، میزان بهبود عملکرد سلول مورد بررسی قرار گرفت. رنگدانه پوست انار سیاه به دلیل دارا بودن گروه عاملی کربونیل و کربوکسیل جذب مناسبی روی نانوساختار داشت. از طرفی رنگدانه پوست انار سیاه با گستره وسیع طیف جذب نور، موجب بهبود بازدهی سلول خورشیدی شد. این موارد در مورد رنگدانه با استفاده از آنالیزهای FTIR و UV-Vis مورد بررسی قرار گرفت. در قسمت نانوساختار با تغییر نانوذرات به نانوالیاف و در نهایت، استفاده توام نانوالیاف و نانوذرات TiO₂ افزایش بازدهی قابل قبولی مشاهده شد. بطوری که بهترین عملکرد در سلول ساخته شده با ترکیب نانوالیاف و20 درصد نانوذرات با بازدهی، 18/2 درصد، فاکتور پرشوندگی 6/79 درصد، چگالی جریان اتصال کوتاه mA 18/2 و ولتاژ مدار باز V 032/5 مشاهده شد. برای سایر سلول‌های ساخته شده با نانوذرات، نانوالیاف، ترکیب نانوالیاف و30 درصد نانوذرات و ترکیب نانوالیاف و40 درصد نانوذرات، بترتیب بازدهی 77/1، 84/1، 64/0 و 61/0 درصد بدست آمد برای توجیه و تفسیر نتایج عملکردی، آنالیزهای SEM، FESEM و TEM برای نانوساختارها و آنالیز IPCE، I-V، UV-Vis و EIS برای سلول‌های خورشیدی انجام شد.