ساخت و مشخصه یابی لایه های نازک به کار رفته در سلول های خورشیدی لایه نازک نانوساختار
چکیده
هدف اصلی این رساله ساخت، مشخصه یابی و بهینه سازی لایه های مختلف به کار رفته در سلول های خورشیدی نانو ساختار می باشد. یکی از مهمترین بخشهای سلول خورشیدی لایه رسانای شفاف (الکترود شفاف) می باشد که کیفیت آن تاثیر مستقیم در عملکرد سلول خورشیدی دارد. به همین منظور لایه های fto به روش اسپری پایرولیزز ساخته، مشخصه یابی و بهینه سازی شد. خواص اپتیکی، الکتریکی و ساختاری و مورفولوژی سطح لایه ها مورد بررسی قرار گرفت. مقاومت سطحی بسیار پایین (کمتر از ?/? 10) و شفافیت بالای (در حدود 80 %) لایه های بدست آمده برای کاربرد در سلولهای خورشیدی کاملاً مناسب می باشد. یکی دیگر از پرکاربردترین ترکیبهای مورد استفاده در سلولهای خورشیدی نانو ساختار، نیمرسانای سولفید کادمیوم می باشد، که به دلیل ویژگی های خاصی که دارد، کاربرد فراوانی به عنوان نیمرسانای نوع n در سلول های خورشیدی به کار می رود. به همین دلیل لایه های نازک نانو ساختار cds به دو روش اسپری پایزولیزز و تبخیر در خلاء ساخته و مشخصه یابی شدند. با توجه به آنالیزهای این بخش می توان نتیجه گیری کرد که روش تبخیر در خلا برای انباشت لایه های cds مناسب تر از روش اسپری پایرولیزز می باشد. لایه های بدست آمده به روش تبخیر در خلاء دارای مقاومت ویژه به نسبت پایین بوده و از شفافیت و ساختار مناسب تری نسبت به لایه های انباشته شده با اسپری برخوردار بودند. همچنین یکی دیگر از اهداف این رساله دست یابی به مواد و ساختارهای جدید در زمینه سلول خورشیدی بوده است. به این منظور نحوه ساخت و مشخصه یابی سلول های خورشیدی نانو ساختار حساس شده با رنگینه (dssc) با الکترود اکسید روی مورد بررسی قرار گرفته است. با بررسی و آزمایش انواع مختلف الکترود، بهترین الکترود و در نتیجه بهترین سلول خورشیدی با مشخصات بهینه به دست آمد. ساختار مناسب برای الکترود اکسید روی، یک ساختار طبقه بندی شده با خوشه ها و تجمع های زیر میکرونی می باشد که این خوشه ها به نوبه خود از نانوذرات به هم چسبیده تشکیل شده اند. از دستاوردهای این رساله دستیابی به بالاترین رکورد جهانی بازدهی در سلولهای خورشیدی با فوتو آند اکسید روی با 5/7 % بازدهی می باشد.