بررسی اثر چگالی جریان بر میزان جذب ماده رنگزا بر سطح نانوتیتانیای تهیه شده به روش الکتروبرنشانی جهت استفاده در سلول های خورشیدی





کد مقاله:
JCST-09-08-2017-1751

مولفین:
مهسا تقی زاده مازندرانی: موسسه پژوهشی علوم و فناوری رنگ و پوشش - قطب علمی رنگ
شهره روحانی: موسسه پژوهشي علوم و فناوري رنگ و پوشش - گروه پژوهشی مواد رنگزای آلی
مریم رنجبر: سازمان پژوهشهای علمی و صنعتی ایران - عضو هیات علمی
زهرا رنجبر: موسسه پژوهشي علوم و فناوري رنگ و پوشش - گروه پژوهشي پوشش‌هاي سطح و خوردگي


چکیده مقاله:

این پژوهش الکتروبرنشانی نانوذرات دی اکسید تیتانیم، از پراکندهای آبی را مورد بررسی قرار می دهد. اثر بخشی استفاده از لایه نشانی به این شیوه در فناوری های گوناگون، به شدت وابسته به نوع ترکیب، ریخت شناسی و شاخصه های ساختاری و فرآیندی است، این موارد مستقیماً در ارتباط با روش آماده سازی و شرایط لایه نشانی برای مثال چگالی جریان، نوع سطح، pH، غلظت یون، اندازه و کیفیت نانو ذرات، اختلاط الکترولیت و غیره می باشد. بررسی اثر چگالی جریان بر میزان جذب ماده رنگزا روی سطح لایه تیتانیای الکتروبرنشانده و امکان سنجی جهت افزایش بازده تبدیل انرژی سلول های خورشیدی حساس شده با ماده رنگزا، از اهداف عمده در پیشبرد این پژوهش بوده است. لایه نیمه هادی تحت شرایط مختلف ولتاژ و جریان به روش الکتروبرنشانی تهیه شد و پس از آن جذب سه ماده رنگزا بر پایه روتنیوم بر سطح لایه نیمه هادی بررسی گردید. نتایج به دست آمده نشان می دهد تغییر چگالی جریان سبب افزایش ضخامت لایه نانوتیتانیای الکتروبرنشسته بر روی الکترود شده است و این تغییرات وابسته به افزایش راندمان نشست نانو ذرات تیتانیا می باشد. در مقایسه¬ی سه ماده رنگزا N719،N455-PF6 و P1 نشان می دهد که N455-PF6 نسبت به دو ماده رنگزای دیگر، رفتار خطی و تکرارپذیرتری با افزایش جریان نشان داده است.


Article's English abstract:

Electrodeposition of nano titania from aqueous dispersion has been studied. Properties of The electrodeposited layer are related to nanoparticle type, morphology and structure and process characteristics. These properties are directly affected by preparation method and electrodeposition parameters such as current density, substrate type, pH, ionic concentration, size, and type of nanoparticles, electrolyte mixing, etc. Characteristics of nano titania could affect the conversion efficiency of DSSC Dye Sensitized Solar Cell significantly. Electrodeposition is a good candidate for applying nano titania as a semi-conductor. On the conductive electrode the effect of electrodeposition current density on the adsorption of different types of dyes on electrodeposited nano titania in a DSSC has been studied. N455-PF6 is demonstrated more dye adsorption on the electrodeposited nano titania. Electrode increasing current density results in raising nano titania thickness and deposition yield. Compering three types of dyes shows a linear and reproducible relation between dye absorption and current density.


کلید واژگان:
چگالی جریان، الكتروبرنشاني، سلول¬های خورشیدی حساس شده با مواد رنگزا، نانو ذرات دي اكسيد تيتانيوم، جذب.

English Keywords:
Current density, Electro¬Deposition (ED), Dye-sensitized solar cell (DSSC), Nanoparticles TiO2, Deposition Yield.

منابع:
15. مریم رنجبر، علیرضا صالحی راد، تهیه کمپلکس روتنیم با لیگاند 2،2- بی پیریدین 4، 4 دی کربوکسیلیک اسید با قابلیت کاربرد در سلول های خورشیدی رنگینه ای، 1392

English References:
1. M. Hosseinnezhad, K. Gharanjig, Review on effect of various anchoring groups on optical and electronic properties dye-sensitized solar cells. Journal of Studies in Color World. 6(2016), 3-18. 2. M. Hosseinnezhad, K. Gharanjig, S. Moradian, Effect of antiaggregation agent on photovoltaic performance of indoline sensitized solar cells, Mater. Technol. 30(2015), 189-192. 3. J. Thomas, "Photovoltaics and thin-film transistors", http://www.treehugger.com, 17 February, 2007. 4. C. W. Tang, Two layer organic photovoltaic cell, Appl. Phys. Lett, 48(1986), 183. 5. N. Yang, J. Zhai, D. Wang, Y. Chen, L. Jiang, Two-dimensional grapheme bridges enhanced photoinduced charge transport in dye-sensitized solar cells, ACS Nano, 42(2010), 887–894. 6. V. Fthenakis, Sustainability of photovoltaics: the case for thin-film solar cells, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 13(2009), 2746–2750. 7. K. Kalyanasundaram, M. Gr?tzel, Efficient Dye-Sensitized Solar Cells for Direct Conversion of Sunlight to Electricity, Material Matters, 4(2009), 88-91. 8. L. Besra, M.L.b., A review on fundamentals and applications of electrophoretic deposition (EPD), Progress in Materials Science, 52(2007), 1-61. 9. K. Eufinger, D. Poelman, H. Poelman, R. De Gryse, G. B. Marin, Thin solid films: process and applications, Transworid Research Network publisher, 4(2008), 60-86. 10. A. Gomes, B. Ferna?ndez, R. Pereiro, Electrodeposition of Metal Matrix Nanocomposites: Improvement of the Chemical Characterization Techniques, in Advances in Nanocomposites - Synthesis, Characterization and Industrial Applications, 1(2011), 523-526. 11. W. K. Backhaus, E. Klumpp, H. D. Narres, M. J. Schwuger, Adsorption of 2,4-dichlorophenol on montmorillonite and silica: Influence of nonionic surfactants. J. Colloid Interf. Sci. 242(2001), 6–13. 12. A. Almasian, M. E. Olya, M. Parvinzadeh, Gh. Chizari Fard, Removal of cationic dye basic red 46 from aqueous solutions using a superabsorbent composite of zeolite/acrylic acid: isotherm and kinetic study. J. Color Sci. Tech. 7(2013), 195-203. 13. X. Zhang, A. Li, Z. Jiang, Q. Zhang, Adsorption of dyes and phenol from water on resin adsorbents: Effect of adsorbate size and pore size distribution. J. Hazard. Mater. 137(2006), 1115-1122. 14. C. Pan, Y. Xiong, Q. Su, A. M. Li, J. L. Chen, Q. X. Zhang, Role of amination of a polymeric adsorbent on phenol adsorption from aqueous solution. Chemosphere. 51(2003), 953–962. 15. M.Gratzel, J.R. Durrant, Nanostructured and Photoelectrochemical Systems for Solar Photon Conversion. 2008, chapter 8.USA. 16. L. Grinis, S.Dor, A. Ofir, A. Zaban, Electrophoretic deposition and compression of titania nanoparticle films for dye-sensitized solar cells. Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemidtry, 198(2008), 52-59. 17. S. Patra, C. Andriamiadamanana, M. Tulodziecki, C. Davoisne, P. Taberna, F. Sauvage, Low-temperature electrodeposition approach leading to robust mesoscopic anatase TiO2 films. Scientific Reports. 10(2016), 1038. 18. S. Patra, C. Davoisne, S. Bruyère, H. Bouyanfif, S. Cassaignon, P. Taberna, F. Sauvage, RoomTemperature Synthesis of High Surface Area Anatase TiO2 Exhibiting a Complete Lithium Insertion Solid Solution. J. Particle



فایل مقاله
تعداد بازدید: 173
تعداد دریافت فایل مقاله : 15

ورود به سامانه نشریه
شناسنامه ی نشریه
صاحب امتياز:
موسسه پژوهشي
علوم و فناوري رنگ و پوشش
مدير مسوول:
پروفسور زهرا رنجبر
سردبير:
پروفسور زهرا رنجبر
مدير اجرايي:
دکتر فرهاد عامري
شاپا چاپي:
8779 - 1735
شاپا الکترونيکي:
2169 - 2383
دسترسی سریع
آخرین شماره های نشریه
آمارهای وبگاه
تعداد بازدید:174

کاربران حاضر:74