ساخت و ارزیابی الکتروشیمیایی سل خورشیدی رنگینه‌ای حساس شده با رنگینه استخراجی از چای ترش بر پایه الکترودهای تیتانیم دی اکسید نانوساختار

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار شیمی تجزیه، آزمایشگاه نانو فناوری و لایه نازک، سازمان پژوهش‌های علمی و صنعتی ایران، تهران، ایران

2 دانشجوی کارشناسی ارشد شیمی کاربردی، واحد شهرری، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

3 دانشجوی دکترای شیمی تجزیه، آزمایشگاه نانو فناوری و لایه نازک، سازمان پژوهش‌های علمی و صنعتی ایران، تهران، ایران

چکیده

سلول‌های خورشیدی رنگینه‌ای با استفاده از خاصیت رنگینه‌ها برای جذب انرژی فوتون و آزاد کردن الکترون و نفوذ و انتقال آن بین دو الکترود آند و کاتد برای تولید انرژی الکتریکی به کارگرفته می‌شوند. از آن‌جایی که رنگینه‌های طبیعی به دلیل ارزانی قیمت و قابلیت دسترسی بالا و کارایی مناسب، جایگزین مناسبی برای رنگینه‌های سنتزی گران‌قیمت است، در پژوهش حاضر از رنگینه‌های طبیعی مانند آنتوسیانین به عنوان ماده حساس کننده برای ساخت سلول خورشیدی رنگینه‌ای استفاده شد. برای ساخت الکترود آند و کاتد به ترتیب از نانو ذرات تیتانیم دی‌اکسید و نانو ذرات پلاتین بر روی بستری از شیشه‌های شفاف و رسانای اکسید قلع آلاییده شده با فلوئور و هم‌چنین از زوج ردوکس ید- یداید به عنوان الکترولیت استفاده شد. منبع طبیعی چای‌ترش به منظور تهیه رنگینه طبیعی برای ساخت سلول خورشیدی انتخاب و مورد استفاده قرار گرفت. استخراج و خالص سازی رنگینه طبیعی با استفاده از حلال و ستون استخراج با فاز جامد انجام شد. با بررسی الکتروشیمیایی سل ساخته شده، نحوه عملکرد آن مورد بررسی قرار گرفت و مقدار جریان مدار کوتاه (0/25mA/cm2 (JSC، ولتاژ مدار باز (0/41mV (VOC، بازدهی سل (µ 0/10 (µو  فاکتور پرکنندگی (0/72µ(FF محاسبه شد

کلیدواژه‌ها


[1]    Tripathi, B.; Yadav, P.; Kumar, M.; Results Phys., 3, 182-186, 2013.
[2]    Fredi, K.; Studies of Charge Transport Processes in Dye-Sensitized Solar Cells; PhD Thesis, 2007.
[3]    Zalas, M.; Walkowiak, M.; Gierczyk, B.; Broniarz, M.; Electrochim. Acta., 108, 736-740, 2013.
[4]    Jiang, D.; Xiaoyong, L.; Sci. China Chem., 54, 930-935, 2011.
[5]    Happ, B.; Schcafer, J.; Menzel, R.; Winter, A.; Macromol., 44, 6277-6287, 2011.
[6]    Feldt, S.; Gibson, E.; Gabrielsson, E.; Sun, L.; J. Am. Chem. Soc., 132, 16714-16724, 2010.
[7]    Feldt, S.; Wang, G.; Boschloo, G.; Hagfeldt, A.; J. Phys. Chem. C., 115, 21500-21507, 2011.
[8]    Nazeeruddin, M.; J. Am. Chem. Soc., 123, 1613-1624, 2001.
[9]    Swetha, T.; Reddy, K.; Singh, S.; Chem. Rec., In press, 2015.
[10]    Saeidi, M.; Mozaffari, S.A.; Rahmanian, R.; JAC., 8, 79-90, 2013.
[11]    Kong, F.; Dai, S.; Wang, K.; Adv. Optoelectron., 7, 1-13, 2007.
[12]    Swami, S.; Chaturvedi, N.; Kumar, A.; Dutta, V.; J. Power Sources, 275, 80-89, 2015.
[13]    Hauch, A.; Electrochim. Acta., 46, 3457-3466, 2001.
[14]    Rossetto, M.; Vanzani, P.; Mattivi, F.; Lunelli, M.; Scarpa, M.; Rigo, A.; Arch. Biochem. Biophys., 408, 239-245, 2002.
[15]    Mozaffari, S.A.; Saeidi, M.; Rahmanian, R.; Spectrochim. Acta A., 142, 226-231, 2015.
[16]    Ojeda, D.; Ferrer, E.; Zamilpa, A.; J. Ethnopharmacol, 127, 7-10, 2010.
[17]    Shanmugam, V.; Manoharan, S.; Anandan, S.; Spectrochim. Acta A., 104, 35-40, 2013.
[18]    Zhou, H.; Wu, L.; Gao, Y.; Ma, T.; J. Photochem. Photobiol A., 219, 188-194, 2011.