بررسی مشخصه‌های رنگی مواد رنگزای آنتوسیانین کاربردی در سلول‌های خورشیدی حساس‌شده به مواد رنگزای طبیعی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه پژوهشی دوباره تولید رنگ و کنترل رنگ، پژوهشکده فیزیک رنگ، پژوهشگاه رنگ، صندوق پستی: 654-16765

2 گروه پژوهشی مواد رنگزای آلی، پژوهشکده مواد رنگزا، پژوهشگاه رنگ، صندوق پستی: 654-16765

چکیده

امروزه توجه به انرژی پاک خورشیدی برای کاهش آلایندگی سوخت‌های فسیلی رو به افزایش است. سلول‌های خورشیدی حساس شده به مواد رنگزا، انرژی خورشیدی را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کنند. یکی از اجزا مهم سلول خورشیدی ماده رنگزا است. مواد رنگزای طبیعی به دلیل قیمت پایین و سهولت دسترسی بسیار مناسب هستند. برای این منظور 9 ماده رنگزای طبیعی بر پایه آنتوسیانین‌ها برای کاربرد در سلول خورشیدی انتخاب و استفاده شدند. برای اولین بار از نمودار انعکاسی، فضارنگ‌های CIELAB و CIELCH برای بررسی رفتار رنگی مواد رنگزای طبیعی استفاده شد و حجم گاموت رنگی آن مورد ارزیابی قرار گرفت. مواد رنگزای طبیعی اعمال شده در ساختار سلول خورشیدی دارای خلوص و روشنایی متفاوتی می‌باشند. درنهایت با استفاده از الگوریتم شناخته شده مرتبط، حجم گاموت رنگی برای مواد رنگزای طبیعی بر پایه آنتوسیانین در حدود 104× 2.67 به دست آمد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Investigating of Colorimetric Characteristics of Anthocyanin Dyes Applied in Dye-Sensitized Solar Cells

نویسندگان [English]

  • S. Shirahmad Haghighi 1
  • R. Jafari 1
  • M. Hosseinnezhad 2
1 Department of Color Physics, Institute for Color Science and Technology, P. O. Box: 16765-654
2 Department of Organic Colorants, Institute for Color Science and Technology, P. O. Box: 16765-654
چکیده [English]

Today, attention is paid to clean solar energy to reduce fossil fuel pollution. Dye-sensitized solar cells (DSSCs) convert light energy into electrical energy. One of the important components of DSSCs is the dye. Natural dyes are very convenient because of their low cost and ease of access. For this end, 9 natural dyes based on anthocyanin were selected and employed in DSSCs structure. For the first time, the reflection diagrams, CIELAB and CIELCH color spaces were achieved to study the color behavior of natural dyes applied in DSSCs. According to the results, the natural dyes applied in DSSCs structure have different color and lightness. Besides, the color gamut volume of anthocyanin based natural dyes applied in DSSCs was computed about 2.67 ×104 using well-known algorithm. 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Colorimetric characteristics
  • Anthocyanin natural dyes
  • Green energy
  • Dye-sensitized solar cells

مراجع

  1. P. Gevorkian, Sustainable energy system engineering: Thecomplete green building design resource, McGraw Hill Professional,2007.
  2. M. Hosseinnezhad, K. Gharanjig, S. Moradian, Effect of antiaggregation agent on photovoltaic performance of indoline sensitized solar cells. Adv. Mater. Technol. 30(2015), 189-192.
  3. J. Halme, Dye-sensitized nanostructures and organic photovoltaic cells: technical review and preliminary tests, New York, Dyers Company Publication Trust. 2002.
  4. L. Tain, T. Oreilly, D. Zerulla, J. Sheridan, Characterizing dye- sensitized solar cells. Optik. 122(2011), 1225-1230.
  5. X. F. Wang, Dye-sensitized solar cells using a chlorophyll a derivative as the sensitizer and carotenoids having different conjugation lengths as redox spacers. Chem. Phys. Lett. 408(2005), 409–414.
  6. م. حسین‌نژاد، ک، قرنجیک، مروری بر مواد رنگزای طبیعی مورداستفاده در سلول‌های خورشیدی نانو ساختار. نشریه علمی مطالعات در دنیای رنگ. (1393)4، 88-81.
  7. M. R. Narayan, Review: Dye sensitized solar cells based on natural photosensitizers. Renew. Sustain. Energy Rev. 16(2012), 208-215.
  8. N. T. R. N. Kumara, Layered co-sensitization for enhancement of conversion efficiency of natural dye sensitized solar cells. J. Alloys Compd. 581(2013), 186–191.
  9. G. Peng, Y. Dingyu, Z. Xinghua, S. Hui, L. Jitao, Fabrication and characterization of dye-sensitized solar cells based onnature plants, Chem. Phys. Lett. 693(2018), 16-22.
  10. Z. Huizhi, W. Liqiong, G. Yurong, M. Tingli, Dye-sensitized solar cells using 20 natural dyes as sensitizers. J. Photochem. Photobiol. A. 219(2011), 188–194.
  11. J. F. A. Oliveira, T. M. Milão, V. D. Araújo, M. L. Moreirac, C. E. Longo, M. I. B. Bernardi, Influence of different solvents on the structural, optical and morphological properties of CdS nanoparticles. J. Alloys Compd. 509(2011), 6880–6883.
  12. س. شیراحمدحقیقی، ر. جعفری، م. حسین‌نژاد، بررسی ویژگی‌های رنگی سلول‌ها خورشیدی بر پایه بلوبری و تمشک، همایش ملی مواد رنگزا، محیط‌زیست و توسعه پایدار، 1397.
  13. M. Hosseinnezhad, S. Rouhani, K. Gharanjig, Extraction and application of natural pigments for fabrication of green dye-sensitized solar cells. Opto. Electron. Rev. 26(2018), 165-171.
  14. M. Hosseinnezhad, S. Moradian, K. Gharanjig, Natural Dyes Extracted from Black Carrot and Bramble for Dye-SensitizedSolar Cells: individual. Prog. Color. Colorant Coat. 8(2015), 153-158.
  15. M. Hosseinnezhad, K. Gharanjig, S. Moradian, M. R. Saeb, In quest of power conversion efficiency in nature-inspired dye-sensitized solar cells: individual, co-sensitized or tandem configuration. Energy. 134(2017), 864–870.
  16. M. Hosseinnezhad, S. Moradian, K. Gharanjig, Fruit extract dyes as photosensitizersin solar cells. Curr. Sci. 109(2015), 953-956.
  17. M. Hosseinnezhad, K. Gharanjig, Natural dyes as photosensitizers for nanostructure dye-sensitized solar cells, IJAST. 2(2015), 32-35.
  18. R. McDonald. Color Physics for Industry. J. Soc. Dyers Colour. 111-138, 1997.
  19. ر. جعفری، ک. قرنجیک، مطالعه مشخص‌های رنگی الیاف طبیعی رنگرزی شده با مواد رنگزای طبیعی. نشریه علمی مطالعات در دنیای رنگ. (1397)1، 74-63.
  20. M. Hosseinnezgad, R. Jafari, K. Gharanjig, Characterization of a green and environmentally friendly sensitizer for a low cost dye-sensitized solar cell. Opto Electron Rev. 25(2017), 93-98.
  21. B. S. Roy, S. Bern, Principles of color technology, mansell color science laboratory. Rochester Institute of Technology. (1954), 84-87.
  22. M. Ataeefard, Investigating the effect of paper properties on color reproduction of digital printing. Prog. Org. Coat. 77(2014), 1376–1381.
  23. S. Chen, Effect of paper properties on xerographic print quality (Master of Science Thesis), University of Toronto, 2009.
  24. A. M. Bakke, F. Ivar, J. Y. Hardenberg. Evaluation of Algorithms for the Determination of ColorGamut Boundaries. JIST. 54(2010), 050502–050502.
  25. J. Morvic, Color gamut mapping, Hewlett- Packard Company, Barcelona, Spain, chapter, 8, 143-155, 2008.
  26. M. Hosseinnezhad, K. Gharanjig, M. Khodadadi Yazdi, P. Zarrintaj, S. Moradian, M. R. Saeb, F.J. Stadler, Dye-sensitized solar cells based on natural photosensitizers: A green view from Iran, J. Alloy Cmopd. 828(2020), 154329.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار