فهرست

مقایسه لایه¬های سد کننده AL2 S3 و ZnS در سلول¬های خورشیدی حساس¬شده با نقاط کوانتومی

نشریه: زمستان ۱۳۹۶ - مقاله 11   صفحات :  393 تا 397



کد مقاله:
nm-481

مولفین:
داود فتحی
برزو وفاپور: دانشگاه تربیت مدرس - دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
داود فتحی: دانشگاه تربیت مدرس - دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
مهدی اسکندری: جهاد دانشگاهی - نانو مواد


چکیده مقاله:

در این تحقیق، سلول¬های خورشیدی حساس شده با نقاط کوانتومی بر پایه¬ی نانو¬میله¬های ¬اکسید روی ساخته می¬شود. با توجه به چالش¬های موجود در این نوع سلول¬ها از جمله رسانندگی ضعیف ¬اکسید روی، به علت باز ترکیب بالا در مرز الکترولیت و نقاط کوانتومی و انتقال ضعیف الکترون از نقاط کوانتومی به ¬اکسید روی، چندین آزمایش و بهینه سازی روی فوتو¬آند انجام می¬گردد. به منظور بهبود بخشیدن به انتقال الکترون¬ها و کاهش بازترکیب در فصل مشترک الکترولیت با نقاط کوانتومی، دو لایه¬ی سد کننده مورد استفاده قرار می-گیرد. نتایج حاصل نشان می¬دهد که با مقایسه بین دو لایه سد کننده ZnO/CdS/ZnS و ZnO/CdS/AL2S3، بازده¬ی سلول به ترتیب برابر با 28/1 و 24/1 درصد، ولتاژ مدار باز به ترتیب برابر با 67/0 و 67/0 ولت، چگالی جریان مدار باز به ترتیب برابر با 86/3 و 75/3 میلی آمپر، و فاکتور پرشوندگی به ترتیب برابر با 6/48 و 3/49 درصد بدست می¬آید. در اینجا ما درمی¬یابیم که به علت کاهش جذب نور و بازترکیب الکترون-حفره، لایه سدکننده ZnS بازده بیشتری 28/1 درصد را در مقایسه با Al2S3 24/1 درصد به خود اختصاص می¬دهد.


Article's English abstract:

In this research, quantum dot-sensitized solar cells QDSSCs based on ZnO nanorods. Due to the challenges in these types of cells such as ZnO weak conductivity, because of high recombination at the electrolyte-quantum dots QDs interface and weak electron transfer from QDs to ZnO, several experiments and improvement are performed on the photo anode. In order to improve the electron transfer and reduce the recombination at the electrolyte-QDs interface, two blocking layers have been utilized. The obtained results show that with the comparison between two blocking layers ZnO/CdS/ZnS and ZnO/CdS/AL2S3, the cell efficiency equal to 1.28 and 1.24 respectively, the open circuit voltage equal to 0.67 and 0.67 volts respectively, the open circuit current density equal to 3.86 A and 3.75 A respectively, and the filling factor equal to 48.6 and 49.3 respectively are obtained. We find here that due to the reduction of light absorption and the electron-hole recombination, the ZnS blocking layer yields higher efficiency 1.28 in comparison with the Al2S3 1.24 .


کلید واژگان:
سلول خورشیدی حساس شده با نقاط کوانتومی، نانومیله¬های ¬اکسید روی، لایه¬ی سدکننده¬، سولفید روی، سولفید آلومینیوم.

English Keywords:
Quantum dot-sensitized solar cell (QDSSC), ZnO nanorods, Blocking layer, ZnS, Al2S3.

منابع:

English References:
[1] Rühle S, Shalom M, Zaban A. Quantum-Dot-Sensitized Solar Cells. Chemphyschem. 2010;11:2290-304. [2] Kamat PV, Christians JA, Radich JG. Quantum Dot Solar Cells: Hole Transfer as a Limiting Factor in Boosting the Photoconversion Efficiency. Langmuir. 2014;30:5716-25. [3] Kamat PV. Quantum Dot Solar Cells. The Next Big Thing in Photovoltaics. The Journal of Physical Chemistry Letters. 2013;4:908-18. [4] Jun HK, Careem MA, Arof AK. Quantum dot-sensitized solar cells—perspective and recent developments: A review of Cd chalcogenide quantum dots as sensitizers. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2013;22:148-67. [5] Kamat PV. The Journal of Physical Chemistry C. 2008;112:18737. [6] Lei J, Ting Y, Wei-Qiao D. Enhanced photovoltaic performance of a quantum dot-sensitized solar cell using a Nb-doped TiO2 electrode. Nanotechnology. 2013;24:415401. [7] Zhao J, Wu J, Yu F, Zhang X, Lan Z, Lin J. Improving the photovoltaic performance of cadmium sulfide quantum dots-sensitized solar cell by graphene/titania photoanode. Electrochimica Acta. 2013;96:110-6. [8] Green MA. Photovoltaic principles. Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures. 2002;14:11-7. [9] Uhlir A. Electrolytic Shaping of Germanium and Silicon. Bell System Technical Journal. 1956;35:333-47. [10] Turner D. The Anode Behavior of Germanium in Aqueous Solutions Journal of The Electrochemical Society. 1956;103:7. [11] Tvrdy K. Electron Transfer Reactions in Quantum Dot Sensitized Solar Cells: University of Notre Dame; 2011. [12] O'regan B, Gr?tzel M. A low-cost, high-efficiency solar cell based on dye-sensitized colloidal TiO2 films. nature. 1991;353:737-40. [13] Tryk DA, Fujishima A, Honda K. Recent topics in photoelectrochemistry: achievements and future prospects. Electrochimica Acta. 2000;45:2363-76. [14] P. Mahapatra BP, M. Ghosh. Studies on photoelectrochemical cells- A brief review International Journal of Chemistry Research. 2011;2:3. [15] Leschkies KS, Divakar R, Basu J, Enache-Pommer E, Boercker JE, Carter CB, et al. Photosensitization of ZnO nanowires with CdSe quantum dots for photovoltaic devices. Nano letters. 2007;7:1793-8. [16] H. Chen WL, Q. Hou, H. Liu, L. Zhu. Growth of three-dimensional ZnOnanorods by electrochemical method for quantum dots-sensitized solar cells. Electrochimica Acta. 2011;56:7.



فایل مقاله
تعداد بازدید: 386
تعداد دریافت فایل مقاله : 32



طراحی پرتال (طراحی پورتال): آرانا نتورکطراحی پرتال (طراحی پورتال): آرانا نتورک