مشخصات پژوهش

عنوان	ساخت و شبیه سازی سلولهای خورشیدی رنگدانه ای نانوساختار
نوع پژوهش	پایان نامه
کلیدواژه‌ها	سلولهای خورشیدی حساس شده با رنگدانه، بارگیری رنگدانه، مشخصه های جریان- ولتاژ، بازده، مدلسازی ،لایه ی سدکننده ی فشرده
چکیده	در این پژوهش، با بهره گیری از مدلسازی، شبیه سازی و کار تجربی سعی به مشخصه یابی الکتریکی، اپتیکی و مورفولوژی و همچنین بهینه سازی عملکرد سلولهای خورشیدی حساس شده با رنگدانه پرداخته شده است. درانجام این پروژه از داده های تجربی جریان- ولتاژ، افت ولتاژ مدار- باز، مدار- کوتاه با زمان، خواص اپتیکی، تصاویر میکروسکوپ روبش الکترونی (SEM) و تصاویر میکروسکوپ نیروی اتمی(AFM) استفاده شده است. در بخش اول، با روشی مبتنی بر مدلسازی تئوری جذب رنگدانه بر روی شبکه ای از نانوذرات 〖TiO〗_2 ، به بررسی پارامترهای جذب و ارتباط آن با ساختار فوتوآند و خواص ترابری الکتریکی در سلول می پردازیم. با ثبت تغییرات زمانی محلول رنگدانه در حضور لایه ای از 〖TiO〗_2، و استفاده از برازش تئوری کمیتهای مربوط به جذب مانند زمان بهینه ی جذب، مقدار رنگدانه ی بارگیری شده توسط شبکه ی شامل نانوذرات 〖TiO〗_2 و ضریب جذب اپتیکی سلولها نیز تعیین می شود. همچنین به کمک این روش می توان تخمینی از ساختار فوتوآند مانند میزان انباشتگی در شبکه ی نانوذرات و شعاع انباشتگی را نیز بدست آورد. از این روش می توان در بررسی جذب ملکولهای گاز توسط محیط متخلخل نیز بهره برد. با استفاده از نتایج مربوط به بررسی جذب سطحی رنگدانه، مشخصه های جریان- ولتاژ برای سلولهای با ضخامت فوتوآند مختلف شبیه سازی شده و با داده های تجربی اندازه گیری شده مقایسه می شوند تا از این طریق پارامترهای ترابرد بارها (الکترون و ذرات باردار در الکترولیت) در سلولها استخراج شوند. در بخش دوم، با استفاده از لایه ی سدکننده ی فشرده از جنس ZnO بین ناحیه ی فعال، شامل لایه ی 〖TiO〗_2 متخلخل و زیر لایه ی شفاف رسانای FTO، به بهینه سازی عملکرد سلولهای خورشیدی حساس شده با رنگدانه پرداخته شده است. این روش می تواند در مقرون به صرفه کردن سلولهای خورشیدی حساس شده با رنگدانه با بازدهی بالا در مقیاس تجاری، بویژه در پرینت شدن بر روی زیر لایه ی منعطف موثر باشد. از مدلسازی نظری نیز در فهم بهتر فیزیک ترابرد بار در حضور لایه ی سدکننده ی فشرده استفاده شده است. در بخش سوم به بررسی بازده ی احیائ رنگدانه در سلول پرداخته شده است. از نتایج این بخش تاثیر منفی ولتاژ بایاس بر روی احیاء رنگدانه (η_reg) می باشد که در ولتاژهای مختلف بررسی شده است. روشها و نتایج حاصل از این پروژه می تواند در عیب یابی و بهینه سا
پژوهشگران	فریدون سموات (استاد راهنما)، محسن عامری (دانشجو)