تهیه نانوکامپوزیت متخلخل ZnO/MWCNT و نانوذرات ZnO از پیش ماده شبکه آلی-فلزی و استفاده از آن به عنوان فوتوآند در ساخت سلول خورشیدی رنگدانه ای

در این پژوهش، نانوکامپوزیت متخلخل ZnO/MWCNT و نانوذرات ZnO با استفاده از شبکه آلی-فلزی (MOF) بر پایه Zn تهیه شدند. همچنین، به منظور مقایسه، نانوذرات ZnO بدونMOF نیز سنتز شدند. ساختار، مورفولوژی و سایز نانو ساختارها با استفاده از الگوی پراش (XRD) و تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. سلول های خورشیدی حساس شده به رنگدانه (DSSCs) با استفاده از نانوکامپوزیت ZnO/MWCNT و نانوذرات ZnO به عنوان فوتوآند، ساخته شدند. مشخص شد، که نانوذرات ZnO ساخته شده با MOF، مساحت ویژه بالاتر، جذب رنگدانه بیشتر و چگالی جریان مدار بسته بهتری را در مقایسه با ZnO مرجع بدون پیش ماده MOF نشان می دهد. به علاوه، اثر افزودن نانو لوله های کربنی چند دیواره (MWCNT) به ساختار متخلخل ZnO بررسی شد و سلول خورشیدی رنگدانه ای بر پایه فوتوآند ZnO/MWCNT، چگالی جریان مدار بسته mA cm-2 89/23، ولتاژ مدار باز (V) 68/0، و بازده تبدیل فوتون به الکتریسیته 78/4 درصد را نشان داد، که در حدود 15 درصد بیشتر از بازده به دست آمده از سلول خورشیدی بر پایه فوتوآندZnO ساخته شده ازMOF با بازدهی 06/4 درصد است. افزایش بازدهی را می توان به افزایش رسانندگی الکتریکی درفوتوآند، اتصال محکم تراز رسانش آند با مولکول های رنگدانه و سطح تماس بیشتر فوتوآند با الکترولیت نسبت داد.

Keywords:

متخلخل , شبکه آلی-فلزی , سطح ویژه , سلول خورشیدی رنگدانه ای , بازدهی