شماره ركورد
25702
شماره راهنما
NANO2 145
عنوان
استفاده از نانوذرات Fe3O4 بازيافت شده جهت ساخت لايه انتقال دهنده حفره در سلولهاي خورشيدي پروسكايتي پايه كربن و شكافت فوتوالكتروشيميايي آب
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
نانو شيمي
دانشكده
شيمي
تاريخ دفاع
1404/11/05
صفحه شمار
85 ص .
استاد راهنما
رضا كشاورزي
استاد مشاور
نيلوفر افضلي
كليدواژه فارسي
سلول خورشيدي پروسكايتي , كربن , مگنتيت , لايه انتقال دهنده حفره , زيست سازگار
چكيده فارسي
سلولهاي خورشيديپروسكايتي يك تحول نوظهور در فناوري سلولهاي خورشيدي محسوب مي گردند. با وجود محدوديتها و چالشهاي پيش روي اين فناوري، سلولهاي خورشيدي پروسكايتي مسيري نو و اميد بخش براي توليد برقي پاك، اقتصادي و دوستار محيط زيستاز منابع انرژي تجديدپذير و بي پايان چون نور خوررشيد است. در ميان انواع سلولهاي خورشيدي پروسكايتي، سلول خورشيدي پروسكايتي مبتني بر كربن ارزان قيمت و در دسترس، بدون نياز به الكترود گران قيمت فلزي، جهت توليد انبوه و ساخت در مقياسهاي بزرگ مقرون به صرفهتر هستد. با اين حال سلولهاي خورشيدي پروسكايتي مبتني بر كربن نسبت به ساير سلولهاي خورشيدي پروسكايتي رايج از بازدهي پايين و اتصال ضعيف بين پروسكايت و الكترود كربن رنج مي برند. در اين پژوهشابتدا سلول خورشيدي پروسكايتي بر پايه كربن بدون لايه انتقال دهنده حفره در مقياس 0.09 سانتيمتر مربع ساخته شد. پس از بهينه سازي لايه پروسكايت، استخراج پودر مگنتيت از تونر پسماند، بهينه سازي پراكندگي نانوذرات مگنتيت در حلال مناسب و در نهايت، سلول خورشيدي پروسكايتيمبتني بر الكترود كربن و لايه انتقال دهنده حفره با پيكربندي Glass /FTO / Dense TiO2 / Mesoporous TiO2 / Perovskite/ Fe3O4/ Carbon ساخته شد. استفاده از اكسيد فلزي ارزان قيمت مگنتيت استخراج شده از تونر پسماند، كه خود با رويكردي زيست سازگار صورت گرفته است، به عنوان يك لايه انتقال دهنده حفره، توانست استخراج بار در فصل مشترك بين دو لايه الكترود كربن و پروسكايت را بهبود بخشد. در اين راستا، ذرات مگنتيت تشكيل دهندهلايه انتقال دهنده حفره، توسط ميدان مغناطيسي جهت گيري منظمي داشته و به صورت خوشه اي در كنار يك ديگر قرار گرفت و شيارهايي جهت اتصال هر چه بهتر با الكترود كربن فراهم شد. اين امر موجب بهبود بازدهي سلول خورشيدي پروسكايتي مبتني بر لايه انتقال دهنده حفره و الكترود كربن گرديد. آناليزهاي ميكروسكوپ الكتروني روبشي نشر ميداني (FE-SEM)، پراش پرتو ايكس (XRD)، آناليزهاي فوتوولتائيك مانند، جريان- ولتاژ، امپدانس و آناليزهاي اپتيكي نظير طيف سنجي مرئي- فرابنفش (UV-Vis) و طيف سنجي فوتولومينسانس (PL) جهت بررسي عملكرد سلول خورشيدي و لايههاي شكل گرفته استفاده شد.
كليدواژه لاتين
Perovskite solar cell , carbon , magnetite , hole transport layer , biocompatibility , efficiency
عنوان لاتين
Using Recycled Fe3O4 Nanoparticles to Make Hole-Transporting Layer in Carbon-Based Perovskite Solar Cells and Photoelectrochemical Water Splitting
گروه آموزشي
نانو فناوري
چكيده لاتين
Perovskite solar cells are an emerging development in solar cell technology. Despite the limitations and challenges facing this technology, perovskite solar cells are a promising new path for generating clean, economical, and environmentally friendly electricity from renewable and inexhaustible energy sources such as sunlight. Among the types of perovskite solar cells, the carbon-based perovskite solar cell is inexpensive and readily available, without the need for expensive metal electrodes, making it more cost-effective for mass production and large-scale fabrication. However, carbon-based perovskite solar cells suffer from low efficiency and poor coupling between the perovskite and carbon electrode compared to other conventional perovskite solar cells. The use of a hole-transporting layer can prevent direct contact of the carbon electrode with the perovskite absorber layer and reduce charge recombination at the interface of these two layers. The use of inexpensive metal oxides such as magnetite extracted from waste toner, which itself was made with a biocompatible approach, as a hole-transporting layer was able to improve the contact between the two layers of carbon electrode and perovskite. The magnetite particles forming the hole-transporting layer were oriented by a magnetic field and clustered next to each other, providing a surface with needle grains for better connection with the carbon electrode. This improved the efficiency of the perovskite solar cell based on the hole-transporting layer and the carbon electrode. In this study, first, a carbon-based perovskite solar cell without a hole-transporting layer was fabricated on a scale of 0.09 cm2. After optimizing the perovskite layer, extracting magnetite powder from waste toner, and optimizing the dispersion of magnetite nanoparticles in a suitable solvent, a perovskite solar cell based on a carbon electrode and a hole-transporting layer with the configuration Glass / FTO / Dense TiO2 / Mesoporous TiO2 / Perovskite / Fe3O4 / Carbon was fabricated. The resulting configuration showed good performance. Field emission scanning electron microscopy (FE-SEM), X-ray diffraction (XRD), photovoltaic analyses such as current-voltage, impedance and optical analyses such as ultraviolet-visible spectroscopy (UV-Vis), photoluminescence (PL) spectroscopy were used to investigate the solar cell and the formed layers.
تعداد فصل ها
3
فهرست مطالب pdf
157344
نويسنده