%34تخفیف

ساخت و مشخصه­یابی سلول­های خورشیدی رنگدانه­ای بر پایه­ی نانوساختارهای ZnO رشد داده شده به روش الکتروشیمیایی

تعداد 48صفحه در فایل word

کارشناسی ارشد فیزیک حالت جامد

ساخت و مشخصه­یابی سلول­های خورشیدی رنگدانه­ای بر پایه­ی نانوساختارهای ZnO رشد داده شده به روش الکتروشیمیایی

چکیده

اکسید روی (ZnO[1]) یک نیمرسانای اکسیدی با گام انرژی 3/37eV و انرژی پیوند اکسیتونی 60meV است که در سال­های اخیر کاربردهای بسیاری را در زمینه­ی سلول­های خورشیدی حساس شده با رنگدانه (DSSC[2]) پیدا کرده است.ZnO در فوتوآند این نوع سلول­های خورشیدی به عنوان جایگزینی برای دی اکسید تیتانیوم (TiO2) استفاده می­شود که به دلیل تشابه گام انرژی آن با TiO2 می­باشد. از طرف دیگر بیش­تر بودن میزان تحرک پذیری حامل­های بار در آن، انعطاف­پذیری در روش­های رشد و ایجاد انواع مورفولوژی­ها در آن در مقایسه با TiO2، سبب استفاده­ی آن در DSSCها شده است. در بین روش­های موجود برای رشد انواع نانوساختارهای ZnO، لایه­نشانی به روش الکتروشیمیایی (ECD[3])، روشی سریع و کم­هزینه با قابلیت ساخت لایه­های نازک ZnO با سطح مؤثر بالا و همچنین دارای ساختارهای معین و با جهت­گیری­های خاص می­باشد.

در این پروژه با استفاده از یک سلول ساده­ی الکتروشیمیایی دو الکترودی، لایه­نشانی ZnO در دمای اتاق انجام گرفت و در نهایت از لایه­ی حاصل در ساخت سلول­های رنگدانه­ای بهره برده شد. در ادامه جهت تغییر مورفولوژی لایه­ها و افزایش بازدهی سلول­های ساخته شده، از لایه­نشانی الکتروشیمیایی دو مرحله­ای تحت امواج فراصوت نیز استفاده شد. در اثر این نوع لایه­نشانی نانوتسمه­هایی در لایه­ی ZnO شکل می­گیرند که تا حدودی تأثیر مثبتی را در بهبود عملکرد DSSCها دارند. استفاده از این لایه به ترتیب سبب حصول بازدهی و ضریب کارکرد 0/88% و 53/45% در سلول­های رنگدانه­ای می­شود و این در حالی است که استفاده از لایه­ی نانوذرات ZnO که با لایه­نشانی الکتروشیمیایی اما در غیاب امواج فراصوت به دست آمده­اند، به ترتیب منجر به بازدهی و ضریب کارکرد 0/83% و 44/5% در DSSCها شده­اند. در ادامه با توجه به نتایج حاصل و جهت افزایش سطح مؤثر لایه­ها و بهبود جریان سلول­ها از نانوذرات ZnO برای اصلاح سطح لایه­ها استفاده شده است. این نانوذرات به سه روش متفاوت تولید شدند و پس از پراکنده شدن در محلول­های مختلف، به روش ساده­ی دکتر بلید بر روی لایه­هایی که از قبل به روش الکتروشیمیایی تهیه شده­اند، لایه­نشانی می­شوند. با استفاده از نانوذراتی که در محلول Carbowax پراکنده شده­اند، بازدهی و ضریب کارکرد DSSCها به مقادیر 1/31% و 48/81% افزایش یافت. البته نتیجه­ی مشابهی نیز (بازدهی 1/30 درصدی و ضریب کارکرد 50/17 درصدی) برای نانوذراتی به دست آمد که پس از تولید، در اتانول مطلق پراکنده گردیدند.

 

کلمات کلیدی:

نانوذرات، نانوتسمه­ها، اکسید روی، امواج فراصوت ، سلول­های خورشیدی رنگدانه­ای، روش الکتروشیمیایی.

[1] Zinc Oxide

[2] Dye-Sensitized Solar Cell

[3] Electrochemical Deposition

فهرست مطالب

عنوان

صفحه

فهرست جدول­ها……………………………………………………………………………………………………………………………………………ح

فهرست شکل­ها……………………………………………………………………………………………………………………………………………..خ

فصل 1- معرفی سلول­های خورشیدی رنگدانه­ای………………………………………………………………………………..1

 1-1 مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………………………………2

 1-2 اثر فوتوولتاییک…………………………………………………………………………………………………………………………………….2

 1-3 پیشینه تاریخی…………………………………………………………………………………………………………………………………….4

 1-4 ساختار و اصول عملکرد سلول های خورشیدی رنگدانه­ای…………………………………………………………………5

 1-5 اجزای مختلف یک سلول خورشیدی رنگدانه­ای………………………………………………………………………………….6

  1-5-1 زیر لایه……………………………………………………………………………………………………………………………………………6

  1-5-2 فوتوالکترود……………………………………………………………………………………………………………………………………..7

  1-5-3 رنگدانه…………………………………………………………………………………………………………………………………………….8

  1-5-4 الکترولیت……………………………………………………………………………………………………………………………………..10

  1-5-5 الکترود مقابل (الکترود پشتی)…………………………………………………………………………………………………….11

  1-5-6- بستن سلول………………………………………………………………………………………………………………………………..12

 1-6 مکانیزم سلول­های خورشیدی رنگدانه­ای………………………………………………………………………………………….12

  1-6-1 برانگیختگی رنگدانه و تزریق الکترون…………………………………………………………………………………….12

  1-6-2 کاهش رنگدانه­ی اکسید شده………………………………………………………………………………………………………14

  1-6-3 بازترکیب الکترون­ها با رنگدانه­ی اکسید شده و زوج ریداکس……………………………………………………15

  1-6-4 انتقال بار در فیلم اکسید مزومتخلخل…………………………………………………………………………………………15

  1-6-5 بازترکیب در فصل مشترک TCO و لایه­ی نیمرسانا…………………………………………………………………..16

  1-6-6 کاهش الکترولیت در الکترود مقابل……………………………………………………………………………………………..17

 1-7 مشخصه یابی سلول­های خورشیدی رنگدانه­ای…………………………………………………………………………………17

  1-7-1 اندازه­گیری بازده…………………………………………………………………………………………………………………………..17

  1-7-2 طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی………………………………………………………………………………………..18

  1-7-3 اندازه­گیری بازده تبدیل فوتون به جریان (IPCE)……………………………………………………………………..20

 1-8 جمع بندی…………………………………………………………………………………………………………………………………………24

فصل 2- مروری بر خصوصیات اکسید روی و معرفی برخی از روش­های ساخت و لایه نشانی آن………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..25

 2-1 مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………………………………………26

 2-2 اکسید روی به عنوان یک نیمرسانا……………………………………………………………………………………………………27

  2-2-1 مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………………………………..27

  2-2-2 ساختار بلوری……………………………………………………………………………………………………………………………….28

  2-2-3 خواص الکتریکی و اپتیکی ZnO…………………………………………………………………………………………………29

 2-3 رشد ZnO………………………………………………………………………………………………………………………………………….30

  2-3-1 روش هیدروترمال…………………………………………………………………………………………………………………………30

  2-3-2 روش سونوشیمیایی……………………………………………………………………………………………………………………..31

  2-3-3 روش الکتروشیمیایی (ECD)………………………………………………………………………………………………………35

   2-3-3-1 پایه­ی نظری روش ECD……………………………………………………………………………………………………….36

   2-3-3-2 لایه نشانی یک اکسید……………………………………………………………………………………………………………37

  2-3-3-3 مورفولوژی حاصل پس از  لایه نشانی …………………………………………………………………………………..37

 2-4 مروری در به کارگیری انواع نانوساختارهای ZnO در سلول­های خورشیدی رنگدانه­ای……………………..39

  2-4-1 مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………………………………..39

  2-4-2 لایه­های متخلخل ZnO……………………………………………………………………………………………………………….39

  2-4-3 ساختارهای دو بعدی: نانوصفحه­ها /نانودیوارها……………………………………………………………………………41

  2-4-4 ساختارهای یک بعدی: نانومیله­ها/نانوسیم­ها………………………………………………………………………………43

  2-4-5 نانوساختارهای یک بعدی: نانولوله­ها/نانوحلقه­ها………………………………………………………………………….44

  2-4-6 نانوساختارهای یک بعدی: نانوتسمه­ها…………………………………………………………………………………………45

  2-5 جمع­بندی…………………………………………………………………………………………………………………………………………46

فصل 3- ساخت سلول­های خورشیدی رنگدانه­ای مبتنی بر نانوساختارهای ZnO……………………….47

 3-1 مواد مصرفی برای ساخت نمونه­ها و ابزارهای مورد استفاده برای مشخصه­یابی آن­ها………………………48

 3-2 لایه­نشانی ZnO به روش الکتروشیمیایی تحت تأثیر امواج فراصوت………………………………………………..49

  3-3 تولید نانوذرات ZnO…………………………………………………………………………………………………………………………51

  3-3-1 روش اول: روش سونوشیمیایی…………………………………………………………………………………………………….51

  3-3-2 روش دوم: روش هیدروترمال……………………………………………………………………………………………………….52

  3-3-3 روش سوم: روش هیدروترمال……………………………………………………………………………………………………..54

 3-4 تهیه­ی خمیر از نانوذرات تولید شده به جهت لایه­نشانی آن­ها به روش دکتر بلید………………………….56

  3-4-1 تهیه­ی خمیر مبتنی بر ترکیبات پلمیری……………………………………………………………………………………56

  3-4-2 تهیه­ی خمیر  بدون استفاده از  ترکیبات پلیمر…………………………………………………………………………….59

 3-5 مراحل آماده­سازی سلول خورشیدی رنگدانه­ای مبتنی بر نانوساختارهای ZnO……………………………..59

  3-5-1 آماده­سازی فوتوالکترود و فرآیند جذب رنگدانه…………………………………………………………………………..59

  3-5-2 آماده­سازی کاتد……………………………………………………………………………………………………………………………60

  3-5-3 بستن سلول خورشیدی، تزریق الکترولیت و نحوه­ی مشخصه­یابی آن……………………………………….62

 3-6 جمع­بندی…………………………………………………………………………………………………………………………………………..65

فصل 4- نتیجه­ی به کارگیری لایه­های ZnO در سلول­های خورشیدی رنگدانه­ای و تحلیل نتایج……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………66

 4-1 نحوه­ی انجام لایه­نشانی در روش الکتروشیمیایی و انتخاب پتانسیل مناسب…………………………………..67

 4-2 بررسی تأثیر دما بر لایه­نشانی ZnO………………………………………………………………………………………………….72

 4-3 بررسی خواص اپتیکی لایه­های ZnO……………………………………………………………………………………………….73

  4-3-1 طیف سنجی مرئی- فرابنفش………………………………………………………………………………………………………73

  4-3-2 طیف جذبی لایه­ها قبل و پس از پخت……………………………………………………………………………………….75

 4-4 مورفولوژی لایه­ها پس از لایه­نشانی به روش الکتروشیمیایی……………………………………………………………78

 4-4-1 تصویر حاصل از میکروسکوپ نوری………………………………………………………………………………………………78

 4-4-2 تصاویر حاصل از میکروسکوپ الکترونی روبشی……………………………………………………………………………..79

 4-5 مورفولوژی لایه­ها پس از لایه­نشانی به روش الکتروشیمیایی تحت امواج فراصوت………………………….82

 4-6 علت تشکیل نانوتسمه­ها در لایه­ی ZnO تحت امواج فراصوت…………………………………………………………87

 4-7 علت انتخاب مدت زمان 2 ساعت برای قرارگیری در محلول رنگدانه……………………………………………….90

 4-8 بررسی خواص اپتیکی لایه­های پوشش داده شده با رنگدانه…………………………………………………………….91

 4-9 بررسی تأثیر تعداد لایه­های پلاتینی بر عملکرد سلول­ها…………………………………………………………………..92

 4-10 بررسی تأثیر مورفولوژی بر عملکرد سلول­ها…………………………………………………………………………………….93

 4-11 برسی خواص اپتیکی نانوذرات تولید شده­ی ZnO  ………………………………………………………………………96

  4-11-1 خواص اپتیکی نانوذرات تولید شده در روش اول……………………………………………………………………..96

  4-11-2  خواص اپتیکی نانوذرات تولید شده در روش دوم………………………………………………………………………98

  4-11-3 خواص اپتیکی نانوذرات تولید شده در روش سوم………………………………………………………………………98

  4-11-4 مقایسه خواص اپتیکی نانوذرات ZnO تولید شده در سه روش متفاوت مذکور………………………….99

 4-12 مقایسه خواص اپتیکی لایه­های مبتنی بر نانوذرات ZnO تولید شده…………………………………………….100

 4-12-1 قبل از قرارگیری در محلول رنگدانه………………………………………………………………………………………….100

 4-12-2 پس از قرار گیری در محلول رنگدانه……………………………………………………………………………………….102

 4-13 بررسی تأثیر لایه­های ثانویه­ی ZnO بر عملکرد DSSCها………………………………………………………….104

  4-13-1 بررسی تأثیر لایه­های حاصل از نانوذرات پراکنده شده در محلول Carbowax بر روی عملکرد سلول­ها……………………………………………………………………………………………………………………………………………………..104

  4-13-2 بررسی تأثیر لایه­های حاصل از نانوذرات پراکنده شده در اتانول بر عملکرد سلول­ها……………….106

 4-14 بررسی میزان پایداری سلول­های خورشیدی…………………………………………………………………………………109

 4-15 جمع­بندی……………………………………………………………………………………………………………………………………..109

نتیجه­گیری……………………………………………………………………………………………………………………………………………..111

پیشنهادات……………………………………………………………………………………………………………………………………………..114

فهرست مراجع……………………………………………………………………………………………………………………………………….115

 

فهرست جدول­ها

عنوان

صفحه

جدول 1-1: خواص 2TiO کپه­ای [19]. ………………………………………………………………………………………………………7

جدول 2-1: پارامترهای فیزیکی ساختار ورتزایت ZnO. ………………………………………………………………………….29

جدول 2-2: مشخصه­ی I-V سلول­های رنگدانه­ای مبتنی بر لایه­ی متخلخل ZnO [85]. ……………………..40

جدول 2-3: تأثیر نانوصفحه­های ZnO بر عملکرد DSSCها. …………………………………………………………………..42

جدول 2-4: تأثیر نانومیله­ها/نانوسیم­های ZnO بر عملکرد DSSCها. ……………………………………………………..44

جدول 2-5: مشخصه­ی نانوتسمه­ها به همراه روش لایه نشانی آن­ها. ………………………………………………………46

جدول 3-1: نحوه­ی پخت لایه­های پلاتینی. ……………………………………………………………………………………………….62

جدول 4-1: نتایج حاصل از قرارگیری لایه در محلول رنگدانه به مدت زمان­های 2 و 4 ساعت. ……………91

جدول 4-2: نتایج حاصل از لایه­نشانی پلاتین. ………………………………………………………………………………………….93

جدول 4-3 : داده­های حاصل از مشخصه­یابی I-V برای سلول­های مبتنی بر لایه­های حاصل در غیاب و همچنین در حضور امواج فراصوت. …………………………………………………………………………………………………………….94

جدول 4-4: مقایسه­ی لبه­ی جذب، گام انرژی و نوع جابه­جایی نانوذرات نسبت به ZnO کپه­ای. …………….99

جدول 4-5: مقایسه­ی لبه­ی جذب و اندازه­ی نانوذرات تولید شده. …………………………………………………………..100

جدول 4-6 : نتایج حاصل از به کارگیری نانوذرات تولید شده در روش اول در خمیرهای اول و دوم پلیمری. ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….104

جدول 4-7 : نتایج حاصل از به کارگیری نانوذرات تولید شده در روش سوم در خمیر پلیمری سوم. ……….106

جدول 4-8 : نتایج حاصل از به کارگیری لایه­ی مبتنی بر نانوذرات تولید شده در روش اول و پراکنده شده در اتانول. …………………………………………………………………………………………………………………………………………………..107

جدول 4-9 : شماره­ی سلول­های خورشیدی به همراه نحوه­ی آماده­سازی آن­ها. ……………………………………..108

فهرست شکل­ها

صفحه

عنوان

 

شکل 1-1:  نحوه­ی تولید حامل­ها در یک نیمرسانا [5]. ……………………………………………………………………………3

شکل 1-2: مدار معادل یک سلول خورشیدی [6]. …………………………………………………………………………………….4

شکل 1-3: تصویر شماتیک از یک سلول خورشیدی رنگدانه­ای [13]. ………………………………………………………6

شکل 1-4: سلول های واحد TiO2 برای ساختارهای الف) آناتاس ب) روتایل [19]. ………………………………..8

شکل 1-5: تصویر SEM از لایه نانو بلوری TiO2 [4]. ……………………………………………………………………………….8

شکل 1-6: ساختار مولکولی رنگدانه­های 3N و 719N [21]. …………………………………………………………………10

شکل 1-7: : طرح واره­ای از: الف) نحوه انتقال الکترون از مولکول رنگدانه در سلول خورشیدی. ب) مکانیزم بازترکیب­های احتمالی [19]. …………………………………………………………………………………………………………………….13

شکل 1-8: : نحوه­ی اتصال مولکول­های رنگدانه به لایه­ی نیمرسانا [15]. ………………………………………………14

شکل 1-9: انتقال سطحی الکترون از اتم فلزی روتنیومی به سطح 2TiO از طریق لیگاندهای کربوکسیلاتی [17]. ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….14

شکل 1-10: طیف جذبی رنگدانه N719 در دو حالت محلول و جذب شده بر روی نیمرسانای TiO2…..14

شکل 1-11: : امکان بازترکیب الکترون­ها با یون­های الکترون پذیرنده­ی الکترولیت [17]. …………………….16

شکل 1-12: بازترکیبی که می­تواند در فصل مشترک FTO و 2TiO صورت بگیرد [18]. ……………………..16

شکل 1-13: چگونگی به دست آوردن پارامترهای Pmax، Isc، Voc، Imp و Vmp از نمودار I-V جهت محاسبه­ی بازده سلول [9]. ………………………………………………………………………………………………………………………………………….18

شکل 1-14: مدار مورد نیاز برای بررسی عملکرد سلول خورشیدی رنگدانه­ای [21]. …………………………….18

شکل 1-15: : الف) طیف امپدانس یک نمونه الف) در حالت تاریکی و سه ولتاژ متفاوت در ناحیه­ی فرکانس پایین و ب) ناحیه­ی فرکانس بالای طیف نشان داده شده در شکل الف [30]. ……………………………………………20

شکل 1-16: مدار معادل لازم برای آنالیز داده­ها [28]. ……………………………………………………………………………20

شکل 1-17: : نمودار IPCE به صورت تابعی از طول موج برای یک لایه­ی مزومتخلخل پوشش یافته با رنگدانه­ی N719 [17]. ……………………………………………………………………………………………………………………………..24

شکل 2-1: موقعیت گام انرژی برخی از معمول­ترین نیمرساناها [31]. ……………………………………………………27

شکل 2-2: ساختارهای ZnO: الف) سنگ نمکی و ب) زینک بلند [49،52،53]. ……………………………………28

شکل 2-3: ساختار ZnO. الف) مدلی برای ساختار ورتزایت. ب) سلول واحد ساختار ورتزایت [31]. ……29

شکل 2-4: تصویر شماتیک از سیستم واکنش در حمام فراصوت [66]. ………………………………………………….32

شکل 2-5: تصویر شماتیک از نحوه شکل­گیری نانوذرات از یک نمک غیرآلی به روش سونوشیمیایی [72].34

شکل 2-6: نحوه­ی شکل­گیری یک حباب صوتی [71]. …………………………………………………………………………..35

شکل 2-7: نمودار ولتامتری نوعی در حین لایه نشانی به روش ECD [75]. …………………………………………36

شکل 2-8: تصویر شماتیک از پروسه­ی ECD [77]. ……………………………………………………………………………….38

شکل 2-9: : تصویر SEM از لایه­های ZnO……………………………………………………………………………………………….41

شکل 2-10: نحوه­ی انتقال الکترون در لایه­ی متشکل از: الف) نانوذرات ب) نانوصفحه­ها [81]. …………….42

شکل 2-11: نحوه­ی انتقال الکترون در نانومیله­ها [90]. ………………………………………………………………………….44

شکل 3-1: سلول دو الکترودی مورد استفاده برای لایه­نشانی ZnO. ……………………………………………………….49

شکل 3-2: : یک سلول سه الکترودی برای لایه­نشانی ZnO به روش ECD [88]. ………………………………..49

شکل 3-3 : سیستم مورد استفاده در لایه­نشانی به روش ECD تحت امواج فراصوت. ……………………………50

شکل 3-4: تصاویری از نحوه­ی تولید نانوذرات ZnO به خصوص برای روش اول……………………………………..53

شکل 3-5: الف) محلول متانولی استات روی دوآبه. ج) نانوذرات تولید شده پس از اتمام مراحل تولید. .54

شکل 3-6: سوسپانسیون سفید حاصل رنگ پس از ترکیب نمودن دو محلول اولیه در روش تولید سوم..55

شکل 3-7: محلول Carbowax. ………………………………………………………………………………………………………………..58

شکل 3-8: نحوه­ی آماده­سازی آند: تراشیدن و قرار دادن در محلول رنگدانه N719. ……………………………..60

شکل 3-9: میله­ی شیشه­ای مورد استفاده برای لایه­نشانی و نحوه­ی آماده­سازی سطح زیرآیند برای لایه­نشانی به روش دکتر بلید. ………………………………………………………………………………………………………………………………………62

شکل 3-10: نحوه­ی برش سرلین جهت بستن سلول خورشیدی. ……………………………………………………………63

شکل 3-11: نحوه­ی بستن یک DSSC. ……………………………………………………………………………………………………63

شکل 3-12: خمیر پلاتینی و الکترولیت یدی مورد استفاده در ساخت DSSC. …………………………………….64

شکل 3-13: دسی­کاتور متصل به پمپ خلأ و مورد نیاز برای تزریق الکترولیت در صورت استفاده از یک روزنه بر روی کاتد پلاتینی. ………………………………………………………………………………………………………………………..64

شکل 3-14: الف) دستگاه شبیه ساز طیف خورشیدی و ب) دستگاه اندازه­گیری I-V. …………………………..64

شکل 4-1: نمودار ولتامتری برای آند FTO و کاتد استیل و محلول آبی 0/5M از نیترات روی در دمای اتاق در پتانسیل جاروب mV/s100. ………………………………………………………………………………………………………………….68

شکل 4-2: نمودار ولتامتری برای آند FTO و کاتد استیل و محلول آبی 0/5M از نیترات روی در دمای اتاق در پتانسیل جاروب mV/s500. ………………………………………………………………………………………………………………….69

شکل 4-3: نمودار ولتامتری برای آند FTO و کاتد استیل و محلول آبی 0/5M از نیترات روی در دمای اتاق در پتانسیل جاروب 1000mV/s.  ………………………………………………………………………………………………………………69

شکل 4-4: : نمودار ولتامتری در زمان لایه­نشانی ZnO با استفاده از محلولی از نیترات روی با غلظت 0/1M و نیترات سدیم با غلظت 0/1M در دمای اتاق. ……………………………………………………………………………………………71

شکل 4-5: تصویر دستگاه PerkinElmer LAMBDA25. ……………………………………………………………………..74

شکل 4-6: طیف جذبی لایه­های ZnO پس از لایه­نشانی بر روی FTO و همچنین قبل و پس از پخت. ….76

شکل 4-7: تصویر حاصل از میکروسکوپ با هزار برابر بزرگ­نمایی برای بخشی از لایه­ای که به روش ECD به مدت تقریباً 2 ساعت و در خارج از حمام فراصوت لایه­نشانی شده است. ……………………………………………78

شکل 4-8: تصویر SEM از لایه­هایی که به روش ECD و با استفاده از سیستم دو الکترودی تهیه شده­اند…80

شکل 4-9: تصویری از سطح مقطع لایه­ی نشان داده شده در شکل 4-8. ……………………………………………..81

شکل 4-10: تصویر حاصل از میکروسکوپ با بزرگ نمایی 100 برابر از لایه­ای که در مرحله­ی اول لایه­نشانی در حمام فراصوت به دست آمده است. ………………………………………………………………………………………………………..83

شکل 4-11: تصویر SEM از لایه­ای که در مرحله­ی اول لایه­نشانی در حمام فراصوت به دست آمده است……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..84

شکل 4-12: تصویر SEM از بخش­هایی از لایه که کم­تر در معرض امواج فراصوت بوه است. ………………..84

شکل 4-13: تصویری از سطح مقطع لایه­ی نشان داده شده در شکل 4-11و 4-12. ……………………………85

شکل 4-14: : تصویر SEM از سطح لایه­ی به دست آمده به روش ECD تحت امواج فراصوت………………86

شکل 4-15: تصویر SEM از سطح مقطع لایه­ی نشان داده شده در شکل 4-14. …………………………………87

شکل 4-16: مکانیزم احتمالی شکل گیری و رشد نانوتسمه­های ZnO. …………………………………………………..88

شکل 4-17: نحوه­ی رشد نانوتسمه­های ZnO در دمای 0°C [98]. ……………………………………………………….88

شکل 4-18: مشخصه­یابی I-V برای سلول­های مبتنی بر لایه­هایی که به مدت 2 و 4 ساعت در محلول رنگدانه­ی N719 قرار گرفته­اند. …………………………………………………………………………………………………………………91

شکل 4-19: طیف جذبی لایه پس از قرارگیری در محلول رنگدانه به مدت 2 ساعت. …………………………..92

شکل 4-20: مشخصه­یابی I-V برای سلول­های مبتنی بر کاتدهای پلاتینی. …………………………………………..93

شکل 4-21: مشخصه­یابی I-V برای سلول­های مبتنی بر لایه­هایی که در غیاب و همچنین در حضور امواج فراصوت لایه­نشانی شده­اند. ………………………………………………………………………………………………………………………..94

شکل 4-22: طیف جذبی نانوذرات ZnO گزارش شده [22]. ……………………………………………………………………..96

شکل 4-23: طیف جذبی نانوذراتی که با استفاده از روش اول تولید گردید. ………………………………………………97

شکل 4-24: طیف جذبی نانوذراتی که با استفاده از روش دوم تولید گردید. ………………………………………………98

شکل 4-25: طیف جذبی نانوذراتی که با استفاده از روش سوم تولید گردید. …………………………………………..99

شکل 4-26: طیف جذبی لایه­ای از ZnO که به روش دکتر بلید و با استفاده از PEG بر روی لایه­ای که از قبل به روش ECD آماده شده بود، به دست آمده است. ……………………………………………………………………….101

شکل 4-27: طیف جذبی لایه­ای از ZnO که به روش دکتر بلید و با استفاده از پراکندگی نانوذرات در اتانول، بر روی لایه­ای که از قبل به روش ECD آماده شده بود، به دست آمده است. …………………………………………..102

شکل 4-28: مقایسه­ی طیف جذبی لایه­ای که به روش ECD لایه­نشانی شده با لایه­ی اتانولی پس از جذب رنگدانه. …………………………………………………………………………………………………………………………………………………….102

شکل 4-29: مقایسه­ی طیف جذبی لایه­ای که به روش ECD لایه­نشانی شده با لایه­ی پلیمری پس از جذب رنگدانه. …………………………………………………………………………………………………………………………………………………….103

شکل 4-30 : مشخصه­یابی I-V برای سلول­های مبتنی بر لایه­ای که در آن از خمیرهای اول و دوم و نانوذرات ZnO تولید شده در روش اول استفاده شده است. …………………………………………………………………………………….105

شکل 4-31 : مشخصه­یابی I-V برای سلول­های مبتنی بر لایه­ای که در آن از خمیر سوم پلیمری و نانوذرات ZnO تولید شده در روش اول استفاده شده است. …………………………………………………………………………………….105

شکل 4-32 : مشخصه­یابی I-V برای سلول­های مبتنی بر لایه­ای که در آن از اتانول و نانوذرات ZnO تولید شده در روش اول استفاده شده است. ……………………………………………………………………………………………………….107

شکل 4-33: نمودار ستونی مربوط به چگونگی افزایش بازدهی سلول­ها. …………………………………………………108

شکل 4-34: تغییرات بازدهی یک نمونه از سلول­های ساخته شده در این پروژه نسبت به گذشت زمان…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..109

نقد و بررسی‌ها

هنوز بررسی‌ای ثبت نشده است.

اولین کسی باشید که دیدگاهی می نویسد “ساخت و مشخصه­یابی سلول­های خورشیدی رنگدانه­ای بر پایه­ی نانوساختارهای ZnO رشد داده شده به روش الکتروشیمیایی”

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...
enemad-logo