بررسی اثر تغییر اندازه نانوذرات دی‌اکسید تیتانیم بر کارآیی سلول خورشیدی حساس‌شده با رنگ دانه طبیعی انار

بهجت, عباس; جعفری ندوشن, فاطمه; خوشرو, علیرضا; قشنی, مارال

بررسی اثر تغییر اندازه نانوذرات دی‌اکسید تیتانیم بر کارآیی سلول خورشیدی حساس‌شده با رنگ دانه طبیعی انار

نویسندگان

عباس بهجت ¹

فاطمه جعفری ندوشن ¹

علیرضا خوشرو ²

مارال قشنی ³

¹ .گروه پژوهشی فوتونیک، مرکز تحقیقات مهندسی، دانشگاه یزد، یزد . گروه اتمی مولکولی، دانشکده فیزیک، دانشگاه یزد، یزد

² گروه تجزیه، دانشکده شیمی، دانشگاه یزد، یزد

³ .گروه پژوهشی فوتونیک، مرکز تحقیقات مهندسی، دانشگاه یزد، یزد . گروه اتمی مولکولی، دانشکده فیزیک، دانشگاه یزد، یزد. گروه اتمی مولکولی، دانشکده فیزیک، دانشگاه یزد، یزد

چکیده

در این تحقیق پس از ساخت و مشخصه‌یابی سلول‌های خورشیدی حساس‌شده با رنگ‌دانه موجود در آب انار اثر تغییر اندازه نانوذرات بلوری دی‌اکسید‌تیتانیوم (TiO2)بر کارایی سلول بررسی شده است. از نانوذرات TiO2 با اندازه‌های 25 و 100 نانومتر و همچنین مخلوط آن دو به نسبت مساوی در فوتوالکترود با ساختار تک لایه استفاده کردیم. بهترین کارایی برای سلول ساخته شده با مخلوط نانوذرات با اندازه‌های 25 و 100 نانومتر به‌دست آمد. همچنین کارایی سلول‌های دارای فوتوالکترود با ساختار دولایه نیز بررسی شد. از مخلوط نانوذرات 25 و 100نانومتر TiO2 به عنوان اولین لایه‌ و از TiO2 با اندازه‌های 100 و 400 نانومتر به عنوان پراکننده‌ و دومین لایه در فوتوالکترود استفاده کردیم. برای سلول ساخته‌شده با استفاده از TiO2با اندازه 400 نانومتر بازدهی بهتری به‌دست آمد.

کلیدواژه‌ها

سلول‌های خورشیدی

نانوذرات

دی‌اکسید تیتانیم

رنگ‌دانه طبیعی انار

عنوان مقاله English

Study of the effect of Titanium dioxide nano particle size on efficiency of the dye-sensitized Solar cell using natural Pomegranate juice

نویسندگان English

A Behjat ¹

F Jafari Nodoushan ¹

A Khoshroo ²

M Ghoshani ³

چکیده English

Dye-sensitized solar cell (DSSC) using natural Pomegranate juice as dye-sensitizeris fabricated and characterized. DSSCS consist of a working electrode, a redox electrolyte containing iodide and tri-iodide ions and a counter electrode. A nanocrystalline TiO2 semiconductor with a wide band-gap coated with a monolayer dye-sensitizer is used as working electrode. The effect of titanium dioxide (TiO2) nanoparticle size on efficiency of the DSSC based Pomegranate juice as a sensitizer is studied. For monolayer structure, we used two sizes of TiO2 nanoparticle (25 nm and 100 nm) and a mixture of these two sizes. The highest efficiency of 0.61% was obtained with mixture of 25 and 100 nm TiO2 nano-particles in working electrode. For double-layer structure, we used 100 and 400 nm size TiO2 particles as light-scattering. The best efficiency was obtained using 400 nm TiO2 as light-scattering particles.

کلیدواژه‌ها English

dye-sensitized solar cell

Pomegranate natural dye

titanium dioxide

nano-particles

1. B O’Regan and M Gratzel, Nature 353 (1991) 737.
2. S K Dhungel, and J G Park, Renewable Energy 35 (2010) 2776.
3. N Fuke, A Fukui, A Islam, R Komiya, R Yamanaka, H Harima, and L Han, Solar Energy Materials & Solar Cells 93 (2009) 720.
4. H Zhou, L Wu, Y Gao, and T Ma, Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry 219 (2011) 188.
5. M R Narayan, Renewable and Sustainable Energy Reviews 16 (2012) 208.
6. G Calogero, J H Yum, A Sinopoli, G D Marco, M Gratzel, and M K Nazeeruddin, Solar Energy 86 (2012) 1563.
7. P Balraju, M Kumar, M S Roy, and G D Sharma, Synthetic Metals 159 (2009) 1325.
8. W Maiaugree, S Pimanpang, M Towannang, S Saekow, W Jarernboon, and V Amornkitbamrung, Journal of Non-Crystalline Solids 358 (2012) 2489.
9. Y Zhang, L Wu, E Xie, H Duan, W Han, and J Zhao, Journal of Power Sources 189 (2009) 1256.
10. Z S Wang, H Kawauchi, T Kashima, and H Arakawa, Coordination Chemistry Reviews 248 (2004) 1381.
11. J Jiang, J Zhang, F Gu, W Shao, C Li, and M Lu, Particuology 9 (2011) 222.
12. L Du, A Furube, K Hara, P Katoh, and M Tachiya, J. Phys. Chem. C 114 (2010) 8135.
13. T P Chou, Q Zhang, B Russo, G E Fryxell, and G Cao, J. Phys. Chem .111 (2007) 6296.
14. H J Koo, J Park, B Yoo, K Yoo, K Kim, and N G Park, Inorganica Chimica Acta 361 (2008) 677.