ساخت سلول خورشیدی حساس شده با رنگ با پایه رنگ پورفرین و بهبود راندمان با استفاده از لایه گرافن در الکترود آند
چکیده
در سلول های خورشیدی رنگدانه ای پدیده بازترکیب باعث افت چگالی جریان اتصال کوتاه(jsc) و به دنبال آن کاهش راندمان می گردد. یکی از دلایل تشدید این پدیده طول عمر نسبتا زیاد الکترون تزریقی در نیمه رسانای tio2 می باشد. از طرفی گرافن به عنوان یک هادی خوب الکتریسیته می تواند زمان ماندگاری الکترون در نیمه رسانا را کاهش دهد و بازترکیب الکترون را در الکترود آند تا حدودی کاهش می دهد. با اعمال ترکیب در صد های جرمی کامپوزیت گرافن/ دی اکسید تیتانیوم (08/0 و 16/0 و 2/0) و اندازه گیری های فتوولتائیک این سلول ها، مقدار jsc برای سلول بدون گرافن برابر با ?a/cm2 27/0 و بقیه سلول ها به ترتیب (?a/cm2 29/0 و 32/0 و 24/0) می باشد. طبق این دادها افزایش چگالی جریان را در حین اضافه کردن درصد گرافن مشاهده می گردد ولی در بیشترین مقدار گرافن(2/0%) کاهش جریان را می بینیم. ظاهرا این افزایش ناشی از رسانندگی بالای صفحات گرافن و کاهش jsc مربوط به رنگ کدر گرافن می باشد. بررسی اثر رسانندگی گرافن اعمالی در آند را توسط امپدانس الکترو شیمیایی(eis) بررسی کردیم و مشاهده شد که rs و rct برای الکترود بدون گرافن به ترتیب برابر با 5/24 و 4/513 اهم و برای الکترود با کامپوزیت گرافن به 8/22 و 7/198 اهم کاهش یافته است. در این پروژه گرافن اکسید را با روش هامر سنتز کرده سپس آن را با روش شیمیایی هیدرازین که پر بازده ترین روش احیا است احیا کرده و به ورقه های گرافن تبدیل کردیم. اطمینان از تبدیل go (گرافن اکسید) به gr (گرافن) را با بررسی طیف xrd(پراش اشعه ایکس) و رامان حاصل کردیم. رنگ پورفرین tcpp(تتراکیس (4-کربوکسی فنیل) پورفرین) به عنوان ماده حساس به نور، سنتز و مورد استفاده قرار گرفته است