بررسی تاثیر ضخامت فیلم دی اکسید تیتانیوم بر ساختار فتوالکترود و عملکرد سلول خورشیدی رنگینه ای

الکترودهای دی اکسید تیتانیوم با ضخامت های مختلف ۷، ۱۴، ۲۸ و ۳۶ میکرون به روش لایه گذاری غلطکی (Squeege printing) ساخته و سپس تحت عملیات حرارتی قرار داده شدند. ساختار پوشش فیلم های دی اکسید تیتانیوم توسط تصاویر میکروسکوپی الکترونی روبشی (SEM)، نشان داده شده است. آنالیز میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) نشان دهنده میزان افزایش زبری سطح فیلم ها با افزایش ضخامت بود و بالاترین فاکتور زبری مربعی میانگین (Root Mean Square Slope) و میزان توسعه ناحیه سطحی (فاکتور ناهمواری ها) Area Ratio) (Developed Interfacial به ترتیب برای الکترود دی اکسید تیتانیوم با ضخامت ۳۶ میکرون، ۷۳% و ۷/۲۳% ثبت شد. با کمک آنالیز تعیین سطح ویژه (BET)، حجم تخلخل ها با افزایش ضخامت فیلم گزارش گردید و برای بالاترین ضخامت فیلم دی اکسید تیتانیوم کل حجم تخلخل ۲۲۲۷/۰ سانتی-متر مکعب بر گرم ثبت شد. تصاویر میکروسکوپ نوری از نمونه ها در ضخامت های مختلف پس از حساس سازی آنها در رنگینه، نشان دهنده افزایش درصد رونشینی رنگینه با افزایش ضخامت فیلم دی اکسید تیتانیوم بود. سلول های خورشیدی ساخته شده از ۴ نمونه ضخامتی، تحت شدت نور ۳۰۰ وات بر مترمربع قرار گرفتند. بالاترین راندمان و فاکتور گنجایش به میزان ۹/۳% و ۶۸% به ترتیب برای فتوالکترود با ضخامت ۱۴ و ۷ میکرون ثبت گردید.

Keywords:

Dye Solar Cell , Short Circuit Current , Absorption of Dye , TiO۲ Nanocrystalline Film Thickness , Open Circuit Voltage , سلول خورشیدی رنگینه ای , جریان مداری کوتاه , جذب رنگینه , ضخامت فیلم دی اکسید تیتانیوم , ولتاژ مداری باز