فهرست

ساخت سلول خورشیدی نقاط کوانتومی CdSe/CdS و افزایش راندمان آن با استفاده از یون +M

نشریه: تابستان1393 - مقاله 3   صفحات :  75 تا 82



مولفین:
حسین سالار آملی: سازمان پژوهشهای علمی و صنعتی ایران - پژوهشکده فناوریهای شیمیایی
مهسا امیری: دانشگاه صنعتی امیرکبیر - دانشکده شیمی
مهران جوانبخت: دانشگاه صنعتی امیرکبیر - دانشکده شیمی
الهام ملکی: دانشگاه صنعتی امیرکبیر - دانشکده شیمی


چکیده مقاله:

در این تحقیق نقاط کوانتومی ZnS ،CdSe ،CdS سنتز و بر روی الکترود آند بصورت یک فیلم آستر شد. این الکترود از زیر لایهای از جنس شیشه تشکیل شده بود و با لایهای نازک از اکسید قلع دوپ شده با فلور )فلوئورین تین اکسید )FTO((، پوشش داده شد. در جهت لایه نشانی CdS و ZnS از روش واکنشدهی و جذب پیدرپی لایه یونی )SILAR( و به منظور لایه نشانی CdSe از رسوبدهی حمام شیمیایی )CBD( استفاده شد و رشد ذرات مورد بررسی قرار گرفت. با بهره گیری از واکنش اکسیداسیون و احیای "پلی سولفید" به عنوان الکترولیت واستفاده از الکترود سولفید مس )Cu2S( به عنوان کاتد، سلول خورشیدی مبتنی بر نقاط کوانتومی، )QDSSC( تهیه شد. طیفهای بدست آمده توسط اسپکتروسکوپی XRD و EDAX نشان داد که ذرات سولفید مس بهاندازه nm 53/17 و نقاط کوانتومی بهاندازههای 7 تا 5/9 نانومتر بدست آمده است. مطالعات مربوط به افزودن یون منگنز به آند سلول خورشیدی به منظور افزایش راندمان، برای اولین بار در این تحقیق صورت گرفت و نشان داده شد که عملکرد سلول خورشیدی با افزودن یون +Mn2 به میزان 54% افزایش مییابد. برای مشخصه یابی سلول خورشیدی ساخته شده، از دستگاه شبیه ساز اشعه خورشید با AM 5/ 1 استفاده شد و مطالعه مربوط به پارامترهای اندازه گیری عملکرد سلول خورشیدی از جمله ولتاژ مدار باز )VOC(، دانسیته جریان )I(، جریان اتصال کوتاه )Jsc(، فاکتور انباشتگی )FF( و بازدهی سلول بدست آمد


Article's English abstract:

In this research work, CdS/CdSe/ZnS co- sensitized TiO2 photoanode for QDSSCs were prepared. The electrode substrate was glass and coated by FTO doped SnO2. CdS and ZnS coated by successive ionic layer adsorption and reaction (SILAR) method, while CdSe coated by CBD technique. Various methods were employed for preparation of Cu2S as a counter electrode. The energy dispersive X-Ray spectroscopy (EDS) measurement confimed that the size of Cu2S and quantum dots ( CdS/CdSe/ZnS) are 17.53 and 7 to 9.5 nm respectively. Fill factors (FF), short circuit current (JSc), open- circuit voltage (Voc) and power conversion effiiency (µ) were obtained for QDSSCs with and without Mn ions. The results show that, using Mn+2 causes an increase in power conversion effiiency up to 54 percent.


کلید واژگان:
سلول خورشیدی، نقاط کوانتومی، یون منگنز

English Keywords:
Quantum dots, solar cell, SILAR, Mn ions.

منابع:

English References:
[1]A.G .Martin “,Thin film solar cells :review of materials ,technologies and commercial status ”J .Mater .Sci .Mater Electron, 18 )2007( S15-S19. [2] L. Ligui, L. Guanghao, Y. Xiaoniu and Z. Enle, ” Progress in polymer solar cell“ Chinese Science bulletin, 52 )2007( 1145-158. [3]V. Svrcek, A. Slaoui, JC. Muller, ” Silicon nanocrystals as light converter for solar cells“. Tin Solid Films, 451)2004(384–8. [4] N. Seok-in, Y. Byung-Kawan, K. Seok-Soon, V. Doojin, ” Fully Spray-coated ITO-free organic solar cells for low cost power generation“ Sol. Energ.Mat. Sol. Cells, 94)2010(1333-1337. [5] A. Goetzberger, J. Luther, G. Willeke, ”Solar cells: past, present, future“ Sol. Energ. Mat. Sol. Cells, 74 )2002( 1–11. [6] Z. Yaohong, Z. Jun, Y. Xuecgaoi, and W. Junfeng,” the optical and electricahemical properties of CdS/CdSe co-sensitised TiO2 solar cells prepared by successive ionic layer adsorption and reaction processes, Sol. Energ. 86 )2012( 964-971. [7] V. Dyakonov, Electrical aspects of operation of polymer-fullerene solar cells, Tin Solid Films. 451–452 )2004( 493–497. [8] S. E. Shaheen, C.J. Brabec, N.S. Saricifci, F. Padinger, T. Fromherz, J.C. Hummelen, 2.5% efcient organic plastic solar cells, Appl. Phys. Lett. 78 )2001( 841–843. [9] T. Fromherz, F. Padinger, D. Gebevehu, C.J. Brabec, J.C. Hummelen, N.S. Saricifci, Comparison of photovoltaic devices containing various blends of polymer and fullerene derivatives, Sol. Energ. Mat. Sol. Cells. 63 )2000( 61–68. [10] R. Laghumavarapu, M. El-Emawy, N. Nuntawong, A. Moscho, L. F. Lester, and D. L. Hu?aker, Improved device performance of InAs/GaAs quantum dot solar cells with GaP strain compensation layers, Appl. Phys. Lett. 91 )24(, p. 243115, 2007. [11] Y. Zusing, C. Chia-Ying, L. Chi-Wei, L. Chi-Lin, C. Huan-Tsung, ” Quantum dot- sensitized solar cells featuriong CuS/CoS electrodes provide 4.1% efciency“ Adv. Energ. Mat. 1 )2011( 259-264. [12] G. Nestor, V. Teresa Lana, S. Qing, T. Taro and G. Roberto, ” Sensitization of titanium dioxide photoanodes with cadmium selenide quantum dots prepared by Silar photoelectrochemical and carrier dynamics studies“ J. Phys. Chem, 114 )2010( 21928-21937. [13] S. Qing, Y. Akari, T. Satoru and T. Taro, ” CdSe quantum dot-sensitized solar cell employing TiO2 nanotube working – electrode and Cu2 S counter – electrode. Appl. Phy. Let. 97 )2010(123107-3. [14] L. Yafeng, P. Aiying, Z. Xiangzhen, W. Mingdeng, ” CdS quantum- dot- sensitized Zn2Sno4 solar cell“ Electrochimica Acta, 56 )2011( 4902-4906. [15]M.A. Green, ”Tird Generation Photovoltaics: solar cells for 2020 and beyond“, Physica E, 14 )2002(65–70. [16] Z.A. Peng, X. Peng, ”Formation of high-quality CdTe, CdSe, and CdS nanocrystals using CdO as Precursor“, J. Am. Chem. Soc. 123 )2001( 183– 184. [17] Badescu V, Landsberg PT. In?uence of photon recycling on solar cell efciency“ Semicond Sci Technol, 12) 1997(1491–7. [18] Trupke T, Green MA, Wu¨ rfel P. Improving solar cell efciencies by upconversion of sub-band-gap light. J Appl Phys, 92)2002(4117–22. [19] A.L. Efros, M. Rosen, M. Kuno, M. Nirmal, D.J. Norris, M. Bawendi, Band edge exciton in quantum dots of semiconductors with a degenerate valence band: dark and bright exciton states“ Phys. Rev. B 54 )1996( 4843–4856 [20] A. Luque and A. Marti,“ Increasing the efciency of ideal solar cells by photon induced transitions at intermediate levels“, Phys. Rev. Lett. 78, )1997( 5014–5017. [21] S. M. Hubbard, C. D. Cress, C. G. Bailey, R. P. Raffaelle, S. G. Bailey, and D. M. Wilt ” E?ect of strain compensation on quantum dot enhanced GaAs solar cells“ Appl. Phys. Lett. 92 )2008(123512-8.



فایل مقاله
تعداد بازدید: 1626
تعداد دریافت فایل مقاله : 35