عنوان پایان‌نامه
مهندسی انرژی های تجدید پذیر ساخت و آنالیز سلول خورشیدی نانو ساختار نیمه شفاف با استفاده از تکنولوژی رنگدانه ای
- رشته تحصیلی
- مهندسی انرژیهای جدید پذیر
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 59803;کتابخانه دانشکده علوم و فنون نوین شماره ثبت: 65
- تاریخ دفاع
- ۰۴ شهریور ۱۳۹۲
- دانشجو
- زهرا ذبحی
- استاد راهنما
- علی بخش کسائیان, علیرضا نیک فرجام
- چکیده
- سلول¬های خورشیدی رنگدانه¬¬ای یکی از نویدبخشترین سیستم¬های فتوولتاییک در عصر حاضر به شمار می¬رود. این سلولها می¬توانند بعنوان نسل جدیدی از سلول¬های خورشیدی نیمه ¬شفاف، همزمان با تولید الکتریسیته با درجات متفاوتی از شفافیت ظاهر شده که کاربرد آن را در صنایع مختلف بخصوص صنعت ساختمان به عنوان پنجره¬ای هوشمند مناسب می¬سازد. سلول¬های خورشیدی رنگدانه¬ای، نسل سوم سلول¬های خورشیدی هستند که بر پایه¬ی جذب نور توسطّ رنگدانه عمل می¬¬کنند. ساختار سلول¬های خورشیدی رنگدانه¬ای از شیشه، هادی شفاف، فیلم نانوساختار دی¬اکسید تیتانیوم که سطح آن با مولکولهای رنگدانه پوشیده -شده، الکترولیت یدید/ تری¬ یدید و الکترود مقابل پلاتین تشکیل شده است. سلول¬ خورشیدی رنگدانه¬ای نیاز به جذب بخش بسیاری از تابش خورشیدی را دارد، بنابراین طرّاحی آن¬ بایستی بگونه¬ای باشد که بتواند به استفاده¬ی مستقیم و غیرمستقیم نور خورشید حتّی امواج انعکاس¬یافته و پراکنده¬شده¬ی آن در محیط بپردازد. امّا از آنجاییکه استفاده¬ی مؤثر از تمام اجزای نور تابش¬یافته منجر به افزایش میزان بهره¬¬برداری از سلول شده و این افزایش بهره¬¬وری با میزان جذب رنگدانه بر روی سطح الکترود در ارتباط می¬باشد، به طبع آن کاهش در درجه¬ی شفافیت سلول را به همراه خواهد داشت. لذا دو پارامتر شفافیت و راندمان درتضادّ با یکدیگر قرار دارند. به همین منظور در این پروژه سعی شده است تا علاوه بر ساخت سلول خورشیدی نانوساختار نیمه¬شفاف مبتنی¬ بر تکنولوژی رنگدانه¬ای به جهت استفاده به عنوان پنجره¬ی ساختمان، به بررسی ارتباط میان دو پارامتر شفافیت و راندمان سلول خورشیدی رنگدانه¬ای با حفظ پایداری سلول در بازه¬ی زمانی طولانی مدّت نیز پرداخته و بهینه¬ترین حالت ممکن برای سلول جهت برخورداری از راندمان مطلوب همزمان با شفافیت مناسب با پایداری بلند مدّت بدست آید. نتایج بدست آمده از تحقیق نشان داد، ضخامت نانو فیلم متخلخل دی¬اکسید تیتانیوم و اندازه¬ی نانوذرّات آن نقش مهمّی را بعنوان فوتوآند در سلول خورشیدی رنگدانه¬ای به دلیل جذب مولکول¬های رنگدانه¬ای بر عهده دارد. کلمات کلیدی: سلول خورشیدی رنگدانه¬ای، سلول خورشیدی نیمه شفاف، نانوذرّات دی¬اکسید تیتانیوم، الکترولیت یدید/تری¬یدید
- Abstract
- Nowadays the dye-sensitized solar cells (DSSCs) is one the most promising photovoltaic systems. These cells can be appeared as a new generation of semi-transparent solar cells, with various degrees of transparency and generating electricity simultaneously. This makes it suitable for use in various industries, especially in construction industry as smart windows. DSSCs are the third generation of solar cells, based on light absorption by dye molecules. DSSCs structure consists of transparent conductive FTO, TiO2 nanostructured films whose surface is coated with dye molecules, iodide/triiodide electrolyte and platinum counter electrode. It is obviously that DSSCs need to absorb solar radiation as much as possible. Since, the effective use of all incident lights leads to an increase in cell efficiency and this increase in efficiency is related to the amount of dye absorbed on the electrode surface in DSSCs solar cells, so higher amount of dye for higher efficiency tends to the reduction of transparency of the cell. Therefore two parameters of transparency and efficiency are dispute with each other. To this end, in this project beside the fabrication of nanostructured semi-transparent solar cells based on dye-sensitization technology for using in the building as a window, has been attempted to investigate the relationship between these two parameters of transparency and efficiency for DSSCs by maintaining the cell stability in a long-term time interval, and most optimal possible condition achieved to have the best efficiency and transparency with long-term stability simultaneously. The results showed that the thickness of the nano-porous titanium dioxide film and the size of its nanoparticles have an important role as the photo-anode due to the absorption of the dye molecules in the DSSC. Keywords: dye-sensitized solar cell, semi-transparent solar cell, titanium dioxide nanoparticles, iodide¬/¬triiodide electrolyte.
