افزایش بازده سلولهای خورشیدی با نانوساختار توسط محققان دانشگاه تهران

به گزارش خبرگزاری مهر، برای ساخت سلول‌های خورشیدی رنگدانه‌ای به طور معمول از نانوذرات اکسید تیتانیم (‏TiO2) استفاده می‌شود.

زمانی که مولکول رنگ برانگیخته ‏می‌شود، یک الکترون ایجاد می‌کند که این الکترون به داخل شبکه‌ای از نانوذرات ‏TiO2‎‏ تزریق می‌شود. این الکترون در کل ‏لایه ‏TiO2‎‏ با پریدن از یک ذره به ذره دیگر باید خود را به الکترود که همان لایه شفاف و رسانای اکسید قلع آلاینده شده با قلع ‏یا ایندیم است برساند و در آن جمع شود و جریان ایجاد کند ولی به دلیل حرکت الکترون در بین نانوذرات ممکن است ‏در بین مسیر بازترکیب شود که این بازترکیب می‌تواند با خود رنگ، الکترولیت و یا  ‏TiO2‎‏ صورت بگیرد.

زمانی که شبکه‌ای از ‏نانوذرات وجود دارد احتمال باز ترکیب الکترون بسیار زیاد است به همین دلیل برای اینکه افت بازده سلول‌های خورشیدی ‏رنگدانه‌ای کمتر شود از نانوسیم‌ها به عنوان جایگزین مناسب برای نانوذرات استفاده شده است.

در تحقیقات اخیر دانشگاه تهران اقدام به ساخت، طراحی و مشخصه‌یابی سلول‌های خورشیدی بر پایه نانوساختار‌های اکسید روی حساس شده با ‏رنگدانه شده است. این سلول‌های خورشیدی از یک آند و کاتد تشکیل شده‌اند که در این تحقیق ساختار "آند" آنها مورد ‏بررسی قرار گرفته و شرایط بهینه تعیین شد. این نانوساختار‌ها می‌توانند جایگزین خوبی برای نانوذرات باشند.‏

این محققان برای رشد نانوسیم‌های اکسید روی از روشی آسان، کم هزینه و قابل تکرار ‏و در مقیاس استفاده کردند. استفاده از نانو ساختارهای اکسید روی به جای نانوذرات اکسید روی در ساخت سلول‌های خورشیدی رنگدانه‌ای به دلیل ‏داشتن تحرک بالاتر، باعث افزایش بازده در سلول‌های خورشیدی رنگدانه‌ای بر پایه این نانو ساختارها می‌شود.

نتایج به دست آمده نشان داد که نانوساختارهای اکسید روی در ساخت سلول‌های خورشیدی رنگدانه‌ای به جای نانوذرات اکسید روی به دلیل داشتن تحرک بالاتر، باعث افزایش بازده در سلول‌های خورشیدی ‏رنگدانه‌ای می‌شود.‏