توسعه عملكرد فتوولتائيك سلول خورشيدي رنگ دانه اي با به‌ كارگيري فتوآند نانوكامپوزيتي دي اكسيد تيتانيم: نانولوله كربني

Improvement of the Photovoltaic Performance of Dye-Sensitized Solar Cell by Using TiO2:CNT Nanocomposite Photoanode

پوشش ­هاي نانوكامپوزيتي دي­اكسيد تيتانيم- نانولوله كربني چندديواره (TiO2-MWCNT) حاوي درصدهاي گوناگون از نانولوله كربني روي زيرلايه اكسيد قلع دوپ­شده با فلوئور به روش سل­ژل غوطه­وري ايجاد شدند. سپس، سلول­ هاي خورشيدي رنگ­ دانه ­اي با استفاده از آندهاي تهيه­ شده از اين پوشش ­ها، الكتروليت اكسايشي-كاهشي پايه يد و الكترود كمكي پلاتينه ­شده ساخته شدند. نتايج نشان دادند كه سلول خورشيدي ساخته­ شده از فيلم نانوكامپوزيتي TiO2-3%wt.MWCNT داراي بيش­ترين بازدهي تبديل (31%/5) و ميزان افزايش بازدهي نسبت به حالتي كه از لايه TiO2 خالص در ساخت آند استفاده شود، %69 ~ است. اين ارتقا در بازدهي تبديل به افزايش رسانايي الكتريكي آند، كاهش تركيب مجدد حامل­ هاي بار در آن و كاهش مقاومت انتقال بار در فصل مشترك دي­اكسيد تيتانيم/ رنگ­دانه/ الكتروليت نسبت داده شد.

TiO2–MWCNT nanocomposite films containing various percentages of multi-wall carbon nanotubes were coated on fluorinated tin oxide (FTO) conductive glass substrates by sol–gel dip coating technique. Dye-sensitized solar cells were assembled by using anodes made of these nanocomposite films, iodide/triiodide redox couple electrolyte and platinum coated FTO cathodes. Cells having TiO2–3wt.%MWCNT nanocomposite anode showed maximum solar-to-electric energy conversion efficiency of 5.31%, which was 69% higher than conventional TiO2 solar cells. The enhancement of conversion efficiency was attributed to the increased electrical conductivity of the anode, decreased charge carrier recombination in the anode and decreased charge transport resistance at the TiO2/dye/electrolyte interface.