Share
تحضير ودراسة خواص الخلية الشمسية المفعلة بالصبغه بطريقة الترسيب بالليزر النبضي == Preparation and Characteristics Study of Dye Synthesized Solar Cell by Pulsed Laser Deposition
Author name:
وسن جبار طاهر
Supervisor name:
سمر يونس الدباغ | سؤدد سلمان احمد
General topic:
Physics
Specific topic:
Laser Physics and Electro-optics
Degree:
Doctorate
University:
University of Baghdad
Language:
English
University location:
Baghdad
First pages:
26T1985 - p.pdf
Abstract:
هذا العمل يركز على تصنيع الخلايا الشمسية المفعلة بالصبغه باستخدام مادة شبه موصله من نوع P بدل من استخدام السائل لغرض معالجة بعض المشاكل منها معالجة التسرب في السائل المستخدم. الى جانب ذلك، فقد تم دراسة وتحضير المواد النانوية التي تلعب دورا هاما في اداء هذا النوع من الخلايا الشمسية, حيث ان هذه المواد القابليه على تحقيق كفاءة تحويل عالية مع الحفاظ على البساطة والكلفة المنخفضة. تتكون الخليه الشمسيه من (ITO/ TiO2 or ZnO /Ru /CuI/ Ag) حيث تم ترسيب المواد النانويه المستخدمه في هذا العمل بواسطة استخدام تقنية الترسيب بالليزر النبضي. واجريت الفحوصات التركيبيه والبصرية والكهربائية لجميع المواد النانويه المستخدمه في تحضير الخليه الشمسيه وكذلك دراسة تاثير عدد نبضات الليزر نيديميوم, التلدين وكفاءة الخليه الشمسيه : - تم فحص اغشية اوكسيد التيتانيوم واوكسيد الزنك النانويه بواسطة حيود الاشعه السينية (XRD) وجد ان تركيبها يتغير من العشوائي الى متعدد التبلور عند التلدين بدرجة حرارة o C450 . اما اغشية ايوديد النحاس فكانت متعددة التبلور بدرجة حرارة الغرفه.اظهرت دراسة طبوغرافية السطح لجميع الاغشية المحضرة بان حجم الحبيبات يزداد وكذلك خشونة السطح تزداد بزيادة عدد نبضات الليزر المسلطه وكذلك زيادة درجة الحرارة.من خلال فحص الخصائص البصريه لجميع الاغشية المحضره وجد ان الامتصاصية تزداد بزيادة عدد نبضات الليزر وكذالك عند زيادة درجة الحرارة.قياسات هول اثبتت ان اغشية اكسيد التيتانيوم واكسيد الزنك هي من نوع n - type بينما اغشية ايوديد النحاس فهي من نوع p - type . تم ملاحظة ان كثافة حاملات الشحنه تزداد وتحركيه هول تقل بوضوح مع زيادة عدد نبضات الليزر.تم تصنيع القطب الضوئي للخلايا الشمسيه المفعلة بالصبغه من مادة اوكسيد التيتانيوم واوكسيد الزنك النانويه, حيث لوحظ في حالة وجود اوكسيد التيتانيوم او اكسيد الزنك فان القطب الضوئي يعتمد على زيادة عدد النبضات وبالتالي اعتماد كفاءة الخليه الشمسية على عدد النبضات بسبب زيادة السمك, حيث لوحظ عندما كان عدد النبضات المسلطة 200 نبضه فان كفاءة الخليه الشمسيه كانت %2.115) ) وعندمزااد عدد النبضات الى 800 نبضه زادت كذالك كفاءة الخليه الشمسيه الى ( 5.654%) . ان مادة اوكسيد التيتانيوم هي افضل من اوكسيد الزنك حيث كانت كفاءة الخليه في حالة استخدام مادة التيتانيوم اعلى من كفاءة الخليه في حالة استخدام مادة اوكسيد الزنك حيث لوحظ عند استخدام 800 نبضه بلغت كفاءة الخلية الشمسية الى 5.654% في حالة استخدام مادة اوكسيد التيتانيوم ولكن انخفضت الكفاءة الى 4.231% عند استخدام مادة اوكسيد الزنك. وايضا تم وضع مادة ايوديد النحاس مع اوكسيد التيتانيوم ومع اوكسيد الزنك وكان اوكسيد التيتانيوم افضل من اوكسيد لزنك نتيجة لزيادة الكفاءة. | In a solid state dye - sensitized solar cell the electrolyte is replaced by a p - type semiconductor avoiding problems of leakage of liquid electrolytes. During this work the solar blend from (ITO / TiO2 or ZnO/ Ru / CuI / Ag) is fabricated. The thin films were prepared by pulse laser deposition (PLD) technique and deposited on (ITO) glass substrate. The structural, optical and electrical properties of all samples where studied. XRD analysis indicated that the structure of TiO2 and ZnO thin film change from amorphous to polycrystalline if annealed to 450 Co . XRD analysis shows the CuI at room temperature is polycrystalline. The morphology of surface, found the grain size and roughness of TiO2, ZnO and CuI thin film increase as the number of Nd : YAG laser pulse and temperature increased. Optical properties investigation of TiO2, ZnO and CuI thin film showed that as the number of Nd : YAG laser pulse and temperature increase that lead to increase in absorption. Hall effect measurement prove that TiO2 and ZnO are N - type while CuI is P - type semiconductor, as the number of Nd : YAG laser pulses and temperature increase the carrier concentration nH increase while the mobility µH decrease. The I - V characteristics of the fabricated solar cell is measure , it can be noticed that the photocurrent collected from the TiO2 or ZnO is depending on the number of pulses. The increase in the number of the pulses resulting increase in the photocurrent, indicating the dependence of current collection efficiency on number of pulses. In the same material (TiO2) can be noted the number of pulses equal to 200 the conversion efficiency equal to 2.115 % while increase number of pulse to 800 pulse the conversion efficiency increase up to the 5.654 % from this value it can be observed the conversion efficiency increases when the number of the pulses increasing. Also when using ZnO material it observed that the conversion efficiency depend on the number of pulses when the number of pulses equal to 200 the conversion efficiency equal to 1.144 % while increasing the number of the pulses to 800 pulse the conversion efficiency increase up to the 4.231%, as well as when use TiO2 the efficiency increase more than the with use the ZnO. It can be observed that the use of CuI in solar cell the efficiency depend on the number of pulses , increase with increasing number of pulses. I - V parameter of the solar cell with different number of pulse for CuI thin film, can be observe when use the CuI with TiO2the conversion efficiency is higher from the use CuI with ZnO, the value of conversion efficiency when use CuI with TiO2 at 800 pulses up to rage 5.192%, while when use CuI with ZnO the value of conversion efficiency at 800 pulse equal to 3.654% from this value can be conclusion the efficiency of the TiO2 is up from the efficiency of ZnO
