رسالة ماجستير في كلية العلوم تناقش تصنيع خلية شمسية صبغية وتعزيز كفاءتها بتحسين معلمات التحضير
ناقش قسم علوم الفيزياء في كلية العلوم بجامعة ديالى رسالة الماجستير الموسومة تصنيع خلية شمسية صبغية وتعزيز كفاءتها بتحسين معلمات التحضير ، في قاعة المناقشات في الكلية العلوم ، للطالبة شيماء مفيد جاسم .
تضمنت الرسالة تحضير ودراسة خصائص الخلية الشمسية الصبغية التي تعد من انواع الخلايا الشمسية التابعة للجيل الثالث ، اذ تم تصنيع خلايا شمسية صبغية وذلك بترسيب عجينة التيتانيا على قواعد زجاجية مطلية بمادة FTO بواسطة تقنية Doctor- Blade وتم تلدين غشاء التيتانيا بدرجة حرارة 550 ºC لمدة 30 minutes وبعد التلدين يتم غمره في محلول الصبغة لمدة 24 hoursللحصول على القطب الضوئي (الآنود) كما تم ترسيب عجينة البلاتين على قواعد زجاجية مطلية بمادة FTO وتم تلدينها بدرجة حرارة 450 ºC لمدة 30 minutesللحصول على القطب العاكس (الكاثود) يتم ربط قطب الانود والكاثود بشكل متقابل مع حقن الالكتروليت من خلال فتحات أعدت لهذا الغرض. تم تحسين اداء الخلية الشمسية الصبغية بدراسة تأثير بعض المعلمات: سمك غشاء التيتانيا ، تركيز صبغة N719 ، مزج الصبغات (N719 و Z907) ، استخدام قواعد TEC-8 واضافة جسيمات الذهب النانوية للصبغة التي تم تحضيرها بتقنية استئصال نبضات الليزر في السائل.
نتائج طيف الاشعة فوق البنفسجية – المرئية بينت ان الامتصاصية للخلية الشمسية الصبغية تتحسن بمزج الصبغات واضافة جسيمات الذهب النانوية مع تركيز الصبغة العالي وكذلك تبين بأن امتصاصية غشاء التيتانيا تزداد بزيادة درجة حرارة التلدين.
أوضحت نتائج مجهر القوة الذرية ((AFM ان معدل الخشونة وجذر معدل مربع الخشونة لأغشية التيتانيا تقل بزيادة درجة حرارة التلدين ، وقد اثبتت صور المجهر الالكتروني الماسح (SEM) لغشاء التيتانيا انه يتكون من تراكيب كروية الشكل معدل حجمها الحبيبي نحو 20-40 nm. بينما أكدت صور المجهر الالكتروني النافذ ((TEM لجسيمات الذهب النانوية انها كروية الشكل بحجم حبيبي يبلغ نحو50 nm
منحنيات كثافه التيار الضوئي – الفولتية (J-V curves) للخلايا المصنعة تحت شروط ( قدرة الضوء الساقط (50 mW/cm-2) أوضحت ان الكفاءة تتحسن نحو % 92 بأفضل مَعلمات : سمك التيتانيا هو 20 µm، مزج الصبغات، اضافة جسيمات الذهب النانوية الى صبغة Z907، تركيز الصبغة لـ 0.5 mM ومقاومة غشاء FTO مساو لـ 8 Ω/sq.
وبين قياس كفاءة تحول الفوتون الساقط الى تيار ان الخلية الشمسية الصبغية لها كفاءة تحويل عالية وتتميز بشفافية عالية مما يؤهلها للاستخدام كنوافذ للأبنية.
