اثر شفافیت الکترولیت بر پس پراکندگی نور از لایه پس پراکننده نوری در سلول های خورشیدی رنگدانه ای

در سلول های خورشیدی رنگدانه­ای، به طور متداول، لایه ای متشکل از ذرات ۳۰۰ نانومتری به عنوان لایه بازتاب کننده و پس پراکننده نور به کار گرفته می شود تا میزان جمع آوری نور در این نوع سلول افزایش یابد. در این مطالعه، از دو نوع الکترولیت مبتنی بر ید و کبالت که شفافیت های مختلفی دارند استفاده شد تا اثر شفافیت الکترولیت بر میزان نور پس­پراکنده شده از لایه پس­پراکننده و اثر آن بر عمل کرد سلول خورشیدی رنگدانه­ای بررسی شود. به­دلیل جذب نور در الکترولیت، مقدار جریان الکتریکی تلف شده برای الکترولیت مبتنی بر کبالت و ید به ترتیب برابر با mA/cm۲ ۹/۲ و mA/cm۲ ۲/۴ است. بنابراین از نظر ویژگی­های نوری، استفاده از الکترولیت مبتنی بر کبالت به دلیل جریان تلف شده کم تر توصیه می­شود. از طرفی در بازه­ ۵۰۰-۶۰۰ نانومتر در حالی­که الکترولیت کبالتی عبور ۱۰۰% دارد، مقدار اندکی جذب برای الکترولیت یدی مشاهده می­شود. برخلاف سلول خورشیدی حاوی الکترولیت ید، بازده کوانتومی خارجی سلول­ حاوی الکترولیت کبالت برای طول­موج­های کم­تر از ۳۵۰ نانومتر، با استفاده از لایه پس­پراکننده افزایش می یابد که ناشی از عبوری است که الکترولیت کبالتی در این ناحیه دارد. محاسبات نوری نشان می دهد که در بازه­ ۴۰۰-۵۰۰ نانومتر که رنگدانه جذب قابل­ملاحظه­ای دارد، حدود ۴۰% و ۳۰% نور به ترتیب در الکترولیت یدی و کبالتی جذب و تلف می­شود.

Keywords:

Dye-sensitized Solar Cells , Electrolyte , Transparency , Light Back-scattering , TiO۲ , سلول خورشیدی رنگدانه ای , الکترولیت , شفافیت , پس پراکندگی نور , تیتانیم دی اکسید