بررسي تجربي تأثير رنگدانه‌هاي طبيعي بر عملكرد سلول‌هاي خورشيدي مبتني نانوساختار نانوذرات/نانوسيم‌هاي دي‌اكسيد تيتانيوم

براي بهره مندي كامل از خصوصيات رنگدانه ها، لازم است تا سلول ها با ساختار نانويي در دسترس باشند؛ زيرا در اين صورت به دليل نسبت بالاي سطح به حجم، مي‌توان برهم‌كنش بهتري بين رنگ‌دانه و زمينه ايجاد كرد. هدف از اين تحقيق، بررسي تجربي تأثير رنگدانه هاي طبيعي بر كاركرد سلول خورشيدي مبتني‌بر ساختار نانويي نانوذرات/نانوسيم هاي دي اكسيد تيتانيوم است. بدين منظور، ساختار ابتكاري نانويي، توليد و از سه رنگدانه طبيعي زعفران، زردچوبه و روناس به دليل فراواني، در دسترس بودن، سازگاري با محيط زيست، بي خطر بودن و فراوري آسان به‌عنوان حساس كننده استفاده شد. طيف جذبي رنگدانه ها توسط دستگاه اسپكتروفتومتر بررسي شدند. طول موج بيشينه براي رنگدانه هاي زعفران، زردچوبه و روناس به‌ترتيب 510، 500 و 460 نانومتر به‌دست آمد. ريزساختار فوتوآند با استفاده از ميكروسكوپ تونلي روبشي بررسي شد. مشخصه يابي و عملكرد سلول خورشيدي توسط دستگاه شبيه ساز سلول خورشيدي انجام شد. آناليزهاي ميكروسكوپي نشان داد تركيب نانوذرات و نانوسيم‌هاي دي اكسيد تيتانيوم، ساختاري متخلخل با نسبت سطح به حجم بالا ايجاد مي كند كه تأثير به‌سزايي را در ميزان جذب رنگدانه و راندمان سلول خورشيدي ايفا مي‌كند. ايجاد مسيرهاي كوتاه تر انتقال الكترون، تسهيل انتقال الكترون به تراز هدايت نيمه رسانا و كاهش واكنش هاي نوتركيبي، از مزاياي مهم اين ساختار محسوب مي‌شوند. همچنين ارزيابي ها نشان داد، رنگدانه روناس با بهبود بازده 4.04 درصدي نسبت به ساير رنگدانه هاي موجود، عملكرد مطلوب تري را در بهبود كارايي ساختار سلول خورشيدي مبتني‌بر نانوذرات/نانو سيم هاي دي اكسيد تيتانيوم داشته است.