بررسی تجربی تاثیر رنگدانه های طبیعی بر عملکرد سلول های خورشیدی مبتنی نانوساختار نانوذرات/نانوسیم های دی اکسید تیتانیوم

برای بهره مندی کامل از خصوصیات رنگدانه ها، لازم است تا سلول ها با ساختار نانویی در دسترس باشند؛ زیرا در این صورت به دلیل نسبت بالای سطح به حجم، می توان برهم کنش بهتری بین رنگ دانه و زمینه ایجاد کرد. هدف از این تحقیق، بررسی تجربی تاثیر رنگدانه های طبیعی بر کارکرد سلول خورشیدی مبتنی بر ساختار نانویی نانوذرات/نانوسیم های دی اکسید تیتانیوم است. بدین منظور، ساختار ابتکاری نانویی، تولید و از سه رنگدانه طبیعی زعفران، زردچوبه و روناس به دلیل فراوانی، در دسترس بودن، سازگاری با محیط زیست، بی خطر بودن و فراوری آسان به عنوان حساس کننده استفاده شد. طیف جذبی رنگدانه ها توسط دستگاه اسپکتروفتومتر بررسی شدند. طول موج بیشینه برای رنگدانه های زعفران، زردچوبه و روناس به ترتیب 510، 500 و 460 نانومتر به دست آمد. ریزساختار فوتوآند با استفاده از میکروسکوپ تونلی روبشی بررسی شد. مشخصه یابی و عملکرد سلول خورشیدی توسط دستگاه شبیه ساز سلول خورشیدی انجام شد. آنالیزهای میکروسکوپی نشان داد ترکیب نانوذرات و نانوسیم های دی اکسید تیتانیوم، ساختاری متخلخل با نسبت سطح به حجم بالا ایجاد می کند که تاثیر به سزایی را در میزان جذب رنگدانه و راندمان سلول خورشیدی ایفا می کند. ایجاد مسیرهای کوتاه تر انتقال الکترون، تسهیل انتقال الکترون به تراز هدایت نیمه رسانا و کاهش واکنش های نوترکیبی، از مزایای مهم این ساختار محسوب می شوند. همچنین ارزیابی ها نشان داد، رنگدانه روناس با بهبود بازده 04/4 درصدی نسبت به سایر رنگدانه های موجود، عملکرد مطلوب تری را در بهبود کارایی ساختار سلول خورشیدی مبتنی بر نانوذرات/نانو سیم های دی اکسید تیتانیوم داشته است.