رشد هايدروترمال و استفاده ازتركيب كره هاي توخالي و نانو ميله هاي TiO2 در فوتوآند سلول هاي خورشيدي رنگدانه اي

Hydrothermal Growth of TiO2 hollow spheres and nanorods and application of their combination in the photoanode of dye sensitized solar cells

در اين تحقيق يك فوتوآند دولايه به منظور بهبود بازدهي سلول هاي خورشيدي رنگدانه اي به كار برده شد. لايه زيري يك لايه ي نانوكريستالي از نانوذرات كريستالي 20 نانومتري TiO2 با ضخامت 7 ميكرومتر است. لايه رويي متشكل از پراكنده كننده نور از كره هاي توخالي TiO2 و يا تركيبي از كره هاي توخالي TiO2و نانوميله ها است. كره هاي توخالي TiO2 به روش لايه نشاني فاز مايع بر روي قالب كربني شكل گرفته با هايدروترمال آماده شده اند. سپس آنها در يك فرآيند هايدروترمال ديگر براي تشكيل تركيبي از كره هاي توخالي TiO2و نانوميله ها به كار گرفته شدند. نانوكريستال هاي دولايه مختلف به وسيله مولكول هاي رنگ N719، رنگ جذب كردند و به عنوان فوتوآند سلبول هاي خورشيدي رنگدانه اي به كار گرفته شدند. اين نشان داد كه بازدهي تبديل انرژي در حدود % 10 براي فوتوآند تركيبي از كره هاي توخالي TiO2 و نانوميله ها در مقايسه با حالتي كه تنها از كره هاي توخالي TiO2 تشكيل شده بود افزايش يافت.

In this study a bi-layer photoanode is applied for the improvement of the efficiency of dye sensitized solar cells. The sub-layer was a nanocrystalline layer of 20 nm size TiO2 nanocrystals with 7 µm thickness. The over-layer was formed of light scattering TiO2 hollow spheres or combined composition of TiO2 hollow spheres and nanorods. The hollow spheres were prepared through a liquid phase deposition method using hydrothermally grown carbon templates. Then they were applied in another hydrothermal process to form combination of TiO2 hollow spheres and nanorods. Different nanocrystalline bi-layers were dye loaded by N719 dye molecules and applied as the photoelectrode of the dye sensitized solar cells. It was shown that the energy conversion efficiency was about 10% increased for the cell with a photoanode composed of hollow spheres and nanorods compared to the one formed of just TiO2 hollow spheres.