بهبود عملکرد سلول‌های خورشیدی حساس‌شده با نقاط کوانتومی با حساس‌کردن الکترود‌های TiO2 با دو نوع نقطه کوانتومی PbS و CdS

نویسندگان

1 گروه پژوهشی فوتونیک، مرکز تحقیقات مهندسی، دانشگاه یزد

2 گروه اتمی مولکولی، دانشکده فیزیک، دانشگاه یزد

چکیده

استفاده از نیمرسانا‌های با گاف نواری باریک مانند سولفید سرب PbS می‌تواند محدوده جذب نور را در سلول‌های خورشیدی حساس‌شده با نقاط کوانتومی به سمت ناحیه فروسرخ نزدیک توسعه دهد، که از این طریق می‌توان فوتوجریان تولید شده در سلول را افزایش داد. از طرف دیگر کاربرد PbS به ‌عنوان حساس‌کننده در این نوع سلول‌ها موجب مشکلات ناپایداری و بازترکیب بالا می‌شود. با ساخت و مشخصه‌یابی سلول‌های حساس‌شده با نقاط کوانتومی PbS طی تعداد سیکل-های متفاوت مشاهده شد که سلول‌های ساخته شده دارای چگالی جریان اتصال کوتاه Jsc و ولتاژ مدار باز Voc بسیار پایینی هستند. لذا اثر ترتیب کاربرد دو نوع نقطه کوانتومی سولفید سرب PbS و سولفید کادمیوم CdS در فوتوآند سلول به‌صورت FTO/TiO2/PbS/CdS و FTO/TiO2/CdS/PbS بررسی شد. بدین منظور یک لایه CdS به روش واکنش و جذب لایه یونی متوالی SILAR روی نقاط کوانتومی PbS رسوب‌گذاری شد. نتایج نشان می‌دهد این لایه به-عنوان لایه محافظ عمل می‌کند و تا حدی مشکلات ناپایداری و بازترکیب را مرتفع می‌کند. بعلاوه افزایش قابل توجه چگالی جریان اتصال کوتاه تا میزان mA/cm2 24/8 نیز برای سلول‌های خورشیدی ساخته ‌شده هیبریدی حساس‌شده با دو نوع نقطه کوانتومی PbS/CdS در مقایسه با سلول‌های حساس‌شده با تنها یک نوع نقطه کوانتومی PbS حدود mA/cm2 64/2 به‌دست آمد. در هر دو سلول از الکترولیت پلی‌سولفید استفاده شد. بازده سلول خورشیدی حساس‌شده هیبریدی تحت شرایط 1sunAM 1.5 G, 100 mA/cm2 به مقدار 25/1 رسید. این بازده بیش از بازده سلول‌های خورشیدی حساس-شده با یک نوع نقطه کوانتومی است.
 

کلیدواژه‌ها