افزايش 60 درصدي بازدهي سلول هاي خورشيدي حساس شده با نقاط كوانتومي CdS با استفاده از نانوكريستال هاي CdSe؛ بررسي تاثير زمان رشد CdSe بر بازدهي سلول ها

Increased 60 percent Efficiency of CdS sensitized nanostructured solar cells with CdSe nanocrystals; effect of the CdSe growth time on the efficiency

در اين مقاله از نقاط كوانتومي CdS و CdSe به عنوان حساس كننده در سلول هاي خورشيدي نانو ساختاري مبتني بر TiO2 استفاده شده است. نقاط كوانتومي CdSe با شكاف انرژي مناسب در حدود eV 74/1 ، ناحيه اي وسيعي از نور با طول موج هايي پايين تر از nm 710 را جذب مي كند، به همين دليل استفاده از اين نانوذرات در سلول خورشيدي حساس شده با نقاط كوانتومي CdS باعث افزايش جذب نور خورشيد مي شود. نانوذرات TiO2 تهيه شده به روش هايدروترمال به عنوان فوتوآند بر سطح زيرلايه شيشه/هادي شفاف جايگذاري مي گردند. به منظور حساس سازي فوتوآند، ابتدا نقاط كوانتومي CdS به روش جذب متوالي لايه هاي يوني و انجام واكنش (SILAR) بر سطح فوتوآند رشد داده مي شوند. سپس نقاط كوانتومي CdSe به روش حمام شيميايي (CBD) بر سطح فوتوآند رشد داده مي شوند. نتايج نشان داد كه سلول خورشيدي تهيه شده با حساس سازي فوتوآند با نقاط كوانتومي CdS در طي 4 دوره لايه نشاني، نقاط كوانتومي CdSe طي 9 دقيقه زمان لايه نشاني بدست مي آمد. اين سلول خورشيدي داراي پارامتر هاي فوتوولتايي جريان مدار كوتاه (Jsc) mA/cm2 7/11 ، ولتاژ مدار باز (Voc) mV630 و بازدهي تبديل انرژي 03/4 % مي باشد.

In this research, CdS and CdSe quantum dots were applied as the light sensitizers in TiO2 based nanostructured solar cells. The CdSe quantum dots could absorb a wide range of the sunlight spectrum on earth due to their low bandgap energy (1.74 eV). As a result, the cell sensitization is more effective by application of both CdS quantum dots sensitizers. The TiO2 nanocrystals were synthesized through a hydrothermal process and deposited on FTO glass substrates as the photoanode scaffold. Then CdS quantum dots were grown on the surface of this nanocrystalline layer by a successive ionic layer adsorption and reaction (SILAR) method. The CdSe quantum dots were over-grown in the next step through a chemical bath deposition (CBD) method. Finally this sensitized layer was applied as the photoelectrode of the corresponding quantum dot sensitized solar cells. The results demonstrated that the maximum efficiency was achieved for the cell with a photoanode made of co-sensitization through 4 cycles of CdS and 9 min deposition time of CdSe QDs. The photovoltaic parameters of this cell were measured as Jsc of 11.7 mA/cm2, Voc of 630 mv and energy conversion efficiency of 4.03 %.