گروه:
صنایع معدنی و کاتاليستها
مجری(های) طرح (داخل پژوهشکده):
تاریخ خاتمه:
1393
وضعیت:
خاتمه یافته
محل تامین اعتبار:
ستاد فناوری های ریاست جمهوری و سازمان پژوهش های علمی و صنعتی ایران
سلولهاي خورشيدي رنگدانهاي ازسال 1221 توسط گرتزل دانشمند سويسي مطرح شد و در حال حاضر بسيار مورد توجه دانشمندان قرار گرفته است. در اين پروژه تحقيقاتي تاريخچه سلولهاي خورشيدي، نسلهاي سلولهاي خورشيدي، اکسيدهاي فلزي مورد استفاده در ساخت اين نوع از سلولهاي خورشيدي مانند تيتانيم دي اکسيد و روي اکسيد، کمپلکسهاي معدني فلزات واسطه از جمله کمپلکسهاي روتنيم و کمپلکسهاي پورفيريني، سلولهاي خورشيدي حساس شده با کمپلکسهاي روتنيم، و معرفي اجزا و روش ساخت سلولهاي خورشيدي مورد بحث و بررسي قرار گرفت. با توجه به کارايي بالاي کمپلکسهاي روتنيم با ليگاندهاي باي پيريدين و توليد آنها توسط شرکت سولارونيکس، در اين کار تحقيقاتي سنتز و شناسايي کمپلکس bpy,[Ru(bpy)2(H2dcbpy)]PF6= -بي پيريدين و H2dcpy= -بي پيريدين -۴،۴-دي کربوکسيليک اسيد به عنوان رنگدانه براي ساخت سلول خورشيدي در نظر گرفته شد. به دليل در دسترس نبودن پتاسيم هگزافلورو فسفات، از سديم پرکلرات به عنوان نمک خنثي کننده بار استفاده شد و کمپلکسهاي [Ru(bpy)2(H2dcbpy)]ClO4 [Ru(bpy)2(NCS)] ، ClO که به ترتيب با P1 و P2 نشان داده ميشود، از واکنش RuCl3.3H2O با ۲ مول ليگاند bpy تحت اتمسفر نيتروژن در اتيلن گليکول پيش مادهي [Ru(bpy)2Cl2] تهيه شد. اندازهگيري نقطه ذوب، طيف بيني IR، Uv-Vis و وزن سنجي نشان داد که ترکيب مذکور با راندمان %۶۵ تهيه شده است. سپس از واکنشهاي اين ماده با ليگاندهاي H2dcbpy و -SCN در حلال آب و متانل تحت اتمسفر نيتروژن به ترتيب کمپلکسهاي P1 و P2 به دست آمد. اين کمپلکسها با روشهاي آناليز عنصري ، طيف بيني H NMR, FTIR, UV-Vis و پراش پرتو ايکس مورد شناسايي و بررسي ساختاري قرار گرفت. ويژگيهاي نوري کمپلکسهاي تهيه شده با بکار بردن آنها در ساخت سلولهاي خورشيدي رنگدانهاي مورد مطالعه و بررسي قرار گرفت. هر دو کمپلکس به عنوان رنگ بر روي يک لايه شيشهاي FTO که با نانو ذرات TiO2 پوشيده شده بود نشانده شد. اين لايه نقش فتو آند را در DSSC دارد. لايه کاتدي از جنس پلاتين مورد استفاده قرار گرفت. راندمان الکتريکي (u) در شرايطي که توده هوا برابر ۵/۱ AM و شدت نور تابشي برابر ۱۰۰ mW/cm2 است، به ترتيب براي P1 و P2 برابر ۲۴/۳ و ۲/۱ به دست آمد. مقدار ff و Jsc برابر ۱/۴ و ۵/۰ mA/cm2 به دست آمد. مقدار Voc برابر ۰/۵۸ ولت اندازهگيري شد. انتقال الکترون از کمپلکسهاي P1 و P2 به ترتيب از روي گروههاي کربوکسيلات COO- و SCN- به روي TiO2 انجام ميشود