گروه: 
صنايع معدني و کاتاليست ها
مدیر(های) پروژه: 
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