ساخت سلول خورشیدی حساس شده با رنگ بر پایه نانولوله های دی اکسید تیتانیوم

چکیده مقاله

نانولوله های دی اکسید تیتانیوم بعلت خواص نیمه هادی با گاف انرژی حدود 3/5 الکترون ولت یکی از غنیترین مواد نانوساختاری به شمارمیروند. استفاده از نانولوله ها به علت هدایت مستقیم اکترون و کاهش باز ترکیب الکترون- حفره بسیار مورد توجه واقع شده است. در این پژوهش نانولوله های دی اکسید تیتانیوم ساخته شده به روش آندایز شیمیایی به عنوان یک فوتوالکترود مناسب در سلولهای خورشیدی حساس شده با رنگ به کار برده شده اند. در میان روشهای متعدد برای تهیه نانولولهها، استفاده از روش آندایز شیمیایی بعلت قابل کنترل بودن ، مقرون به صرفه بودن از لحاظ اقتصادی و همچنین سادگی در اجرا مورد توجه میباشد. نانولوله های دی اکسید تیتانیوم در محلول آلی0 آب دو بار تقطیر ،اتیلن گلیکول حاوی آمونیوم فلوراید آندایز شد، فویل تیتانیوم به صورت دایرهای با قطر 10 میلی متر بریده شده و به ترتیب در استون، اتانول و آب دو بار تقطیر در حمام آلتراسونیک شسته شده است. شکل 1. تصاویر FESEM بهدست آمده از سطح مقطع نانولوله های دی اکسید تیتانیوم را نشان میدهد.بعد از یک ساعت از زمان آندایز، نانولوله هایی با ضخامتی حدودا 9 میکرومتر و قطر داخلی متوسط 50 نانومتر به خوبی قابل مشاهده است. به منظور پدیدار شدن فاز آناتاز دی اکسید تیتانیوم، آرایه نانولوله ها در دمای 050 درجه در مدت زمان یک ساعت کلسینه شدند. و پس از آن برایقرار گرفتها ند تا رنگدانه ها به خوبی روی سطح نانولوله ها جذب شوند. سپس الکترود حدود 04 ساعت در محلول رنگ رنگدار (Dye N 719 شده به خوبی خشک شده است. الکترود مرجع مورد استفاده در این پژوهش با استفاده از نمک پلاتین رقیق شده تهیه شده است. سپس دو الکترود ساخته شده روی هم قرار گرفته و بین آنها یک پلیمر حرارتی به عنوان فاصله انداز قرار میگیرد و سلول ساندویچ میشود. الکترولیتید/ تری یدید از طریق حفرهای که بر روی الکترود مرجع ایجاد شده به درون سلول تزریق شده و سپس با استفاده از یک شبیه ساز منحنی1 % را نشان / ولتاژ-جریان سلول خورشیدی ثبت شده و بازده آن اندازهگیری شد. نتایج حاصل از نمودار چگالی جریان- ولتاژ بازده حدود 72داد.