Skip to main content
SUPERVISOR
Haleh Khalili,Seyed-Abdolkarim Hoseini
هاله خلیلی (استاد مشاور) سیدعبدالکریم حسینی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Fatemeh Rezvani
فاطمه رضوانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی نساجی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1389

TITLE

Optimization of Nanofibers Dye Absorption for Using in Solar Cells
Dye-sensitized solar cells (DSSCs) have attracted great interest as potential candidates of “low cost solar cells” in the solution of global energy demand. Typical DSSCs consist of a dyed semiconductor TiO2 photo-electrode, a counter electrode and a redox electrolyte. Dye sensitized oxide semiconductors(as TiO2, SnO2 and ZnO) are often used as porous photo-electrodes. If the used materials in photo-electrodes are of nano-scale particles or fibers, a porous structure will be obtained. Depend on the number of pores, the actual surface area will become more than the apparent surface area. In this case, the amounts of adsorbed dyes increase and the increasing in light absorption will result consequently. In the various researches it has been said that the photo-electrodes will be dyed after layer adsorption. Meaning the dying process will be done after all of the photo-electrodes adsorbed on the layers of a material. In this work, during nano-electrospinning, using Titanium-isopropoxide and also choosing a valid polymer with the spinning capability, a Titanium-dioxide/ poly-vinyl pyrrolidine composite nanofibers were produced during nano-electrospinning process. Moreover, the colored Titanium-dioxide composite nanofibers were obtained using ceramic dyes. Finally, the optimized conditions for maximum dye-absorption in nanofibers were analyzed. To evaluate the effect of ceramic dyes on the electrical conductivity of nanofibers, electrical conductivity of colored and uncolored nanofibers was measured. Statistical test results showed no significant difference. Then titanium dioxide nanofibers in red and black, no color was obtained with removing the PVP polymer by heating process. Comparison of FTIR spectra of composite nanofibers TiO2/PVP and nanofibers TiO2 showned that polymer have removed. Using these kinds of nanofibers, colored and uncolored Titanium-dioxide nano-rods were produced in order to be used in dye-sensitized solar photo-electrode cells. We believe that simple energy-efficient approaches such as the present one to fabricate TiO2 NR-based DSSCs would help in their commercialization at low-cost. The results showed the highest efficiency of a kind of dye-sensitized solar cells produced by Titanium-dioxide composite nanofibers. The value of efficiency for these solar cells calculated as 2.99. Key words : dye sensitized solar cell, electrospinning, nano-rod, titanium dioxide.
یکی از انواع سلول های خورشیدی، سلول های خورشیدی رنگدانه ای می‌باشد. اجزای سلول های خورشیدی رنگدانه ای فوتوالکترود، الکترولیت ریداکس و الکترود کانتر می باشد. عموماٌ مواد نیمه هادی اکسید مانند TiO2، SnO2 ‌و ZnO حساس شده با رنگ، به عنوان فتوالکترود در سلول های خورشیدی رنگدانه ای استفاده می شوند. در صورتی که مواد استفاده شده در فوتوالکترود در مقیاس نانوذره یا نانولیف باشد، به آن ساختاری نانومتخلخل می دهد و بسته به میزان این تخلخل ناحیه سطحی واقعی بیشتر از ناحیه سطحی ظاهری می شود و در نتیجه مقدار رنگ رونشین شده افزایش یافته و به طبع آن جذب نور افزایش می یابد. در تحقیقات انجام شده عمدتاٌ فوتوالکترودها پس از لایه نشانی رنگرزی می شوند. در این تحقیق تحت فرآیند الکتروریسی با استفاده از تیتانیوم ایزوپروپوکساید و انتخاب پلیمری مناسب که دارای قابلیت ریسندگی باشد نانوالیاف کامپوزیتی تیتانیوم دی اکسید/پلی وینیل پیرولیدون تولید و در ادامه با استفاده از رنگ های سرامیکی نانوالیاف کامپوزیتی رنگی تیتانیوم دی اکسید/پلی وینیل پیرولیدون نیز تولید شد و شرایط بهینه ای جهت جذب ماکزیمم رنگ در نانو الیاف بررسی شد. برای بررسی تاثیر رنگ سرامیکی بر روی میزان هدایت الکتریکی نانوالیاف، هدایت الکتریکی وب‌های رنگی و بدون رنگ اندازه‌گیری شد. نتایج آزمون آماری اختلاف معناداری را نشان نداد. در ادامه با حذف پلیمر پلی وینیل پیرولیدون در اثر عملیات حرارتی، نانوالیاف تیتانیوم دی اکسید در رنگ های قرمز و مشکی و بدون رنگ حاصل شد. مقایسه طیف FTIR نانوالیاف کامپوزیتی قرمز رنگ تیتانیوم دی اکسید/پلی وینیل پیرولیدون و نانوالیاف تیتانیوم دی اکسید قرمز، تأییدی بر حذف پلیمر می باشد. در نهایت تحت عملیات مکانیکی نانومیله های تیتانیوم دی اکسید رنگی و بدون رنگ با استفاده از نانوالیاف تیتانیوم دی اکسید جهت استفاده در فوتوالکترود سل های خورشیدی رنگدانه ای تولید شده است. استفاده از نانومیله های رنگی در فوتوالکترود باعث کاهش مراحل ساخت سل می شود. بازده سل خورشیدی رنگدانه ای ساخته شده با استفاده از نانومیله های تیتانیوم دی اکسید و رنگN719 ، 99/2 حصول گردید. کلمات کلیدی: سلول خورشیدی رنگدانه ای، الکتروریسی، نانومیله، تیتانیوم دی اکسید

ارتقاء امنیت وب با وف بومی