عنوان پایان‌نامه
اندازه گیری پارامتر های ترابرد الکترونی در سلول های خورشیدی نانویی رنگدانه ای با استفاده از اسپکتروسکپی وابسته به زمان
- رشته تحصیلی
- مهندسی برق-الکترونیک- تکنولوژی نیمه هادی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 2383;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 60866
- تاریخ دفاع
- ۲۰ شهریور ۱۳۹۲
- دانشجو
- سجاد حاجیان
- استاد راهنما
- مرتضی فتحی پور
- چکیده
- سلولهای خورشیدی رنگدانه ای از سه جزء اصلی تشکیل شده اند: فوتو الکترود، الکترولیت ردوکس، و الکترود پشتی. برای تفکیک مناسب بارها، باید فرایند بازترکیب حاملهای بار تولید شده، بسیار کندتر از فرایندهای تزریق بار و احیای رنگدانه ی اکسایش یافته باشد. در این پژوهش سامانه هایی جهت بررسی فرایندهای بازترکیب و ترابرد بار در سلول خورشیدی رنگدانه‌ای، به ترتیب به روشهای کاهش ولتاژ مدار باز و کاهش جریان نوری، ساخته شد. در روش کاهش جریان نوری، سلول خورشیدی تحت تابش نور مدوله شده با موج مربعی قرار می گیرد و جریان سلول اندازه گیری می شود. ثابت زمانی ترابرد از روی منحنی جریان بر حسب زمان محاسبه می گردد. در روش کاهش ولتاژ مدار باز، سلول خورشیدی تحت تابش نور ثابت قرار می گیرد، تا زمانی که ولتاژ مدار باز سلول به مقدار ثابتی برسد. سپس بطور همزمان نور قطع می گردد و ولتاژ مدار باز سلول اندازه گیری می‌شود. ثابت زمانی بازترکیب از روی منحنی ولتاژ مدار باز بر حسب زمان محاسبه می‌گردد. سامانه های اندازه گیری ساخته شده سبک هستند و قابل جا به جا کردن می باشند؛ و آنها را می توان تنها با دسترسی به برق شهر و استفاده از اسیلوسکوپ با قابلیت ذخیره ی داده روی رایانه مورد استفاده قرار داد. در اندازه گیری ولتاژ مدار باز، دقت اندازه گیری به فرکانس قطع دیود نوری، و دقت اسیلوسکوپ یا دقت دستگاه اندازه گیری ولتاژ بستگی دارد. قدرت تفکیک اسیلوسکوپ استفاده شده در اندازه گیری آهنگ تضعیف ولتاژ مدار باز 4 میلی ولت، و در اندازه گیری آهنگ تضعیف جریان نوری 1 میلی ولت بوده است. برای یافتن ثابتهای زمانی، داده های حاصل از اندازه گیریهای ولتاژ مدار باز و جریان سلول ها با توابع دو نمایی برازش شدند. مشاهده شد که مقادیر ثابتهای زمانی بازترکیب و ترابرد، در بازه های مطابق انتظار بودند.
- Abstract
- The dye-sensitized solar cells(DSSCs) consist of a photoelectrode, a redox electrolyte, and a counter electrode. The charge-recombination process between injected electrons and oxidized dyes must be much slower than electron injection and regeneration of dyes to accomplish effective charge separation. In this research, two setups were built for measuring and investigating the charge recombination and transport mechanisms in DSSCs, using open-circuit photovoltage decay (OCVD) and photocurrent decay techniques, respectively. In photocurrent decay method, the solar cell is illuminated with a small square-wave modulation superimposed on a constant monochromatic illumination, and photocurrent is measured. the electron transport time constant can be found from the local slope of the photocurrent decay curve, J(t). In OCVD method, the open-circuit voltage decay is measured after the steady-state illumination has been turned off. The electron lifetime as a function of time can be measured from the local slope of the photovoltage decay curve, Voc(t). The built setups are portable and light. They can be employed by only having access to the power jack and using an oscilloscope having USB storage access. In OCVD method, measurement accuracy depends on LED cut-off frequency, and oscilloscope or voltage measuring device accuracy. Resolution of the oscilloscope employed in the OCVD method was 4mV, and in the photocurrent decay method was 1 mV. To find the time constants, the data obtained from OCVD and photocurrent decay methods were fitted to bi-exponential equations. Experimental results obtained regarding charge recombination and transport time constants were in the expected ranges.
