مازیار مرندی

در این پژوهش سلول‌های خورشیدی مورد مطالعه با رویکرد کاهش هزینه ها و افزایش بازدهی، متشکل از نقاط کوانتومی CdS ، CdSeXS1-X و CdSe می باشند که با استفاده از روش سنتز در محل، سطح فتو الکترود متشکل از نانو ذرات TiO2را حساس سازی کرده اند. پژوهش حاضر در پنج بخش تدوین شده است که در بخش اول مبانی عملکرد سلول های خورشیدی حساس شده با نقاط کوانتومی توضیح داده می شود. سپس در بخش دوم، به معرفی و مطالعه ی آثار مشابهه با این پژوهش پرداخته می شود تا ذهن خواننده برای ادامه ی کار آمادگی پیدا کند. در بخش های بعد، پژوهش های اختصاصی انجام گرفته شده و نتایج حاصل از آن مورد بحث و بررسی قرار گرفته اند. اولین کار آزمایشگاهی، ساخت سلول های خورشیدی با فتوآند 4/0-1/0 X= TiO2NPs/CdS/CdSeXS1-X/ZnS, بود که با بهینه سازی غلظت محلول های آنیونی و شکاف انرژی لایه CdSeXS1-X، بازده تبدیل توان 10/5% بدست آمد. با این وجود یکی از اهداف ما لایه نشانی نقاط کوانتومی CdSe بعنوان حساس ساز همزمان بر روی فتوآند مربوطه بود تا شاهد یک پیکربندی چند لایه از حساس کننده ها بر روی سطح فتوآند باشیم و طیف وسیع تری از نور فرودی جذب گردد اما از آنجا که تخلخل های زیر لایه بطور نسبی اشباع شده بوده اند در نتیجه نقاط کوانتومی ذکر شده، بارگذاری نگردید بنابراین در بخش دوم کارهای تجربی، با هدف مشخص نمودن مشارکت موثر نقاط کوانتومی CdSe در افزایش بازدهی، سلول های فتوولتائیک جدیدتری با فتوآند TiO2NPs/CdSe0.3S0.7/CdSe/ZnS آماده شدند که در آن نقاط کوانتومیCdSe به روش لایه نشانی حمام شیمیایی طی مدت زمان های 15-6 دقیقه بر روی سطح فتوآند بارگذاری گردیدند. که در نهایت با بهینه سازی شکاف انرژی لایه های جاذب نور، مقدار بازده تبدیل توان 25/6% بدست آمد. پدیده ی بازترکیب از جمله عوامل اصلی محدودکننده ی عملکرد سلول های خورشیدی می باشد بنابراین بخش آخر پژوهش را به ارزیابی نقش نقاط کوانتومی آلیاژِی ZnSXSe1-X بعنوان لایه ی غیرفعال کننده در کاهش میزان باز ترکیب حامل های بار در سطح مشترک فتوآند و الکترولیت پرداخته شد. در نهایت با تنظیم غلظت پیش سازها و ضخامت، مطابق با نتایج بدست آمده مشخص گردید که نقاط کوانتومی آلیاژِی ZnSXSe1-X در مقایسه با رقبای سنتی و متداول خود مانند ZnS و ZnSe عملکرد بهتری را ارئه می دهد.