Download Liquid Crystals in Solar Cells: Dye-Sensitized Solar Cells (DSSC) and Organic Solar Cells and more Papers Software Engineering in PDF only on Docsity!
نویسنده: محمد فرهادپور مقدمه های ساخت متفاوتیاند که بازده و هزینههای خورشیدی استفاده شده مواد گوناگونی تاکنون در ساخت سلول طول موج های نور خورشید را که به سطح زمینها باید طوری طراحی شوند که بتوانند دارند. در واقع این سلول نهها در زمیبندیدر منابع مختلف انواع گوناگونی از تقسیم رسد با بازده باال به انرژی مفید تبدیل کنند. می شوندهای خورشیدی استفاده میموادی که برای ساخت سلولبر حسب.دشوهای خورشیدی انجام می سلول :در ذیل به آنها اشاره شده استگیرند کهچهار نسل قرار میدرهای خورشیدی سلول های سیلیکون تک بلوریویفر - 1 دی سلناید-گالیم-ایندیوم-شکل، سیلیکون چندبلوری، کادمیوم تلوراید، آلیاژ مسسیلیکون بی - 2 های خورشیدی حساسهای پلیمری، سلولهای فوتوالکتروشیمیایی، سلولهای نانوبلور، سلولسلول - 3 ا رنگ شده ب بلورهای معدنی هیبرید شده داخل ماتریکس پلیمری - 4
هایتوان به سه دسته تقسیم کرد، که سلولهای خورشیدی را از نظر فناوری ساخت میسلول همچنین هستند:های خورشیدیکه جزو نسل سوم سلولخورشیدی آلی یکی از این موارد است
.هستند (Liquid Crystals)
(Dye-sensitized Solar Cell, DSSC)خورشیدی حساس شده با رنگهایسلول - 1 - 1
اند، در حالیکه) ساخته شدهدرصد 86 های خورشیدی تجاری از سیلیکون (بیش ازترین سلول امروزه، بیش از استفاده از سیلیکون در دستگاه فوتوولتائیک ممکن است به دلیل قیمت باالی تولید محدود شود. به طور کلی، توان بههای خورشیدی معدنی میهای خورشیدی حساس شده با رنگ در مقایسه با سلولهای سلول ویژگی ). این در حالی است که 1 پذیری و سبک وزنی اشاره کرد (شکلی پایین تولید، تنوع رنگ و شکل، انعطاف هزینه دهندتری نشان میبازده پایینهای خورشیدی معدنیهای خورشیدی حساس شده با رنگ نسبت به سلول سلول هایسلول خورشیدی حساس شده با رنگ از دسته سلول. که الزم است به طور قابل توجهی بهبود داده شود یخورشیدی است که تاکنون به مرحلههایای از فناوری نسل سوم سلولآید و تنها نمونه الیه نازک به شمار می
. تجاری سازی رسیده است
های خورشیدی حساس شده با رنگسلول: 1 شکل
ایشفاف (با شکاف انرژی پهن) در یک شبکهnوارد کردن بهینه یک نیمه هادی نوعDSSC ساختار پایه یک .های مرجانی شکل استها یا برآمدگیها در ابعاد نانو در تماس با نانوذره از ستون ای از یک رنگ یا پوششی از نقاط کوانتومی،الیهقسمت آن با یک تکشود و هر سطح شبکه بزرگ طراحی می شود. سپس یک الکترولیت برای نفوذ ساختار شبکه پوشش دادهکنند، پوشانده میکه به عنوان رنگ عمل می ند ایجاد کند. رنگ نور را جذبگیرد تا یک کانال یا مجرایی بین رنگ و آشده حاصل، مورد استفاده قرار می وشودمیتفکیکهادینیمه–رنگمشترکسطحدرکهکند،میحفره)-(الکترونتونکند و تولید اکسیمی
های خورشیدی پلیمریسلول- 2 - 1
توان به مواردی مانند: هزینه کم، وزن سبک و ساخت راحتمیپلیمریهای خورشیدیهای بارز سلول از ویژگی کهاستهای آلیافزاید، قابلیت حل شدن مواد مورد استفاده در حاللاشاره نمود. اما آنچه بر اهمیت آنها می .سازدپذیر میپذیری را امکانهای خورشیدی انعطافتهیه سلول
های خاصی هستند. چون مواد اکتیو استفاده شده برای ساختهای خورشیدی پلیمری دارای ویژگی سلول های خورشیدی پلیمری دارای پتانسیلهای آلی بسیاری هستند، بنابراین سلولقطعات قابل حل شدن در حالل روزنامه را دارند.یند چاپ پیوسته همانند چاپآپذیری و قابلیت ساخت در یک فرالزم برای انعطاف گزارش شده است ولی این مقدار با مقادیر الزم برای کاربردهای معمولدرصد 6 اخیرا بازده تبدیل توان حدود فاصله دارد.
های مایعهای خورشیدی مبتنی بر کریستالسلول- 3 - 1
شود.ساخت سلول استفاده میهای مایع ستونی برایاز کریستال،های خورشیدی از این نوعای از سلول در نمونه توانند به حالت ستونی وجود داشته باشند. حالت ستونی حالتی است کههای مایع میگروهی از کریستال توان آنها را به دیسکی تشبیه کرد روی هم قرار گرفته وهای مایع که میدهنده کریستالهای تشکیلمولکول های مایع دیسکی نامیدههای مایع، کریستالگروه از کریستالدهند. در ابتدا اینهایی را تشکیل میستون شود.ها روی هم درست میشدند. زیرا هر ستون از روی هم چیده شدن صفحات دیسک مانند مولکولمی شونددیسکی ساخته میهای مایع ستونی از واحدهای غیرلاست که بعضی از کریستاتحقیقات اخیر نشان داده .های مایع ستونی گفته شودست به این گروه از مواد کریستالدر نتیجه بهتر ا
است. ماده توده سیلیکون با توجه به(c-Si)ترین ماده توده برای سلول خورشیدی، سیلیکون کریستالی رایج :شود نوع کریستال و اندازه کریستال به چندین بخش تقسیم می
(c-Si)سیلیکون تک کریستالی • (mc-Si)یا چند کریستالی(poly-Si)سیلیکون پلی کریستالی •
a-. دو جزء اصلی آلیاژاست(a-Si)های خورشیدی برپایه سیلیکون آمورف هزینه پایین یکی از مزایای سلول داشتن ضریب جذب باالست. تنها یکa-Siسیلیکون و هیدروژن است. عالوه براین، مشخصه یک آلیاژ، Si .شود الیه نازک برای جذب نور نیاز است و این باعث کاهش هزینه مواد می
GaAsهای خورشیدی الیه نازکسلول - 4 به کار برود، تطبیق گاف انرژی با اولین الزمه موادی که باید در یک قطعه مبدل انرژی فتوولتائیک خورشیدی سیلیسیم. این شرایط توسطهستندهای زیادطیف خورشیدی و نیز داشتن قابلیت تحرک باال و طول عمر حامل ها، با موفقیتهای باالی استحصال و ساخت این نیمه هادیرغم هزینهعلیIII – Vشوند. مواد گروهبرآورده می ، 1961 اند. در سالر آنها هزینه، فاکتور مهمی نیست مورد استفاده قرار گرفته زیاد در کاربردهای فضایی که د با در نظر گرفتن یک سلول خورشیدی پیوندی به شکل یک جسم سیاه با دمایQueisserو Shockley بکار رفته در آن،فناوریترین بازدهی یک سلول خورشیدی صرف نظر از نوعکلوین نشان دادند که بیش 300 آید. با توجه به اینکه انرژی شکافبدست می1.39eVاست که برای سلولی با گاف انرژی ماده برابردرصد 30 هایسلولهای خورشیدی باشد.تواند ماده مناسبی برای طراحی سلولاست می1.424eV گالیم آرسناید برابر .شوندگذاری میهای خورشیدی نامعنوان نسل دوم سلولبهGaAsپایه الیه نازک خورشیدی ساخته شده بر
(Electrochemical Impedance Spectroscopy)الکتروشیمیاییامپدانسسنجیطیف- 4 - 9
های الکتروشیمیایی و ازیابی سیستمهای مشخصهترین روشمهمیکی از طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی ای است. امپدانس به صورت نسبت ولتاژ بههای خورشیدی فوتوالکتروشیمیایی رنگدانهسلول ی آن جمله .تعریف می شودسیگنال جریان
www.iust.ac.ir سایت
