ساخت سلول خورشيدي حساس شده با نقاط كوانتومي با فوتوآند چندلايه-ايTiO2NCs/NRs/PbS/CdS/ZnS و بررسي تاثير نقاط كوانتوميPbS بر كاركرد فوتوولتائيك سلول ها

Fabrication of Quantum Dot Sensitized Solar Cells with Multilayer TiO2NCs / NRs / PbS / CdS / ZnS photoelectrode and effect of PbS QDs layer photovoltaic performance of the cells

در اين تحقيق از نقاط كوانتومي CdS و PbS به عنوان حساس كننده در سلولهاي خورشيدي نانوساختاري مبتني بر TiO2 استفاده شده است . نقاط كوانتومي PbS با دليل شكاف انرژي كوچكش تقريبا تمام گستره طيف انرژي خورشيد را مي پوشاند. در نتيجه¬ي استفاده از هردو نقاط كوانتومي CdS و PbS در سلول خورشيدي حساس شده عملكرد به طور موثري افزايش مي¬يابد. نانو ذرات TiO2 تهيه شده به روش هايدروترمال به عنوان فوتوآند بر سطح زير لايه شيشه/ها دي شفاف جايگذاري مي گردند. در ادامه نانوميله هاي TiO2 با جهت هاي تصادفي در طي يك فرآيند هايدروترمال ثانويه بر سطح لايه نانو ذره¬اي TiO2 جايگذاري مي شوند. به منظور حساس سازي فوتوآند، نقاط كوانتومي CdS و PbS روي TiO2NCs/TiO2NRs به روش سيلار بر سطح فوتوآند رشد داده مي¬شوند. نتايج نشان داد كه سلول خورشيدي با فوتوآند حساس شده با نقاط كوانتومي PbS داراي پارامترهاي فوتوولتايي چگالي جريان اتصال كوتاه mA/cm2 2/11 ولتاژ مدار باز mV 580 و بازدهي 54/3 % مي باشد.

In this research, CdS and PbS quantum dots were applied as the light sensitizers in TiO2 based nanostructured solar cells. The PbS quantum dots could absorb a wide range of the sunlight spectrum on earth due to their low bandgap energy. As a result, the cell sensitization is more effective by application of both CdS and PbS quantum dots sensitizers. The TiO2 NCs were synthesized through a hydrothermal method and deposited on FTO glass substrates. Randomly directed TiO2 nanorods were subsequently over-grown on the surface of the nanocrystalline sub-layer via the second hydrothermal process. The CdS and PbS quantum dots layers were deposited on TiO2 NCs/TiO2 NRs bi-layer photoanode by successive ionic layer adsorption and reaction (SILAR) method. The results demonstrated that the QDSC with a photoelectrode sensitized of PbS deposition represents the Jsc of 11.2 mA/cm2, Voc of 580 mV and energy conversion efficiency of 3.54%.