• شماره ركورد
    33353
  • پديد آورنده

    محمد مهدي گودرزي

  • عنوان
    بررسي اثر افزودن اكسيد گرافن احياشده و نقره بر افزايش راندمان، خواص نوري و الكتريكي سلول‌هاي خورشيدي حساس به مواد رنگ‌زا
  • مقطع تحصيلي
    كارشناسي ارشد
  • رشته تحصيلي
    مواد و متالورژي
  • سال تحصيل
    1400
  • تاريخ دفاع
    1403/11/29
  • استاد راهنما
    سيد محمد ميركاظمي
  • استاد مشاور
    ندارم
  • دانشكده
    مواد و متالورژي
  • چكيده
    در اين پژوهش، هدف، افزايش راندمان سلول‌هاي خورشيدي رنگدانه‌اي با استفاده از كامپوزيت سازي فوتوآند با اكسيد گرافن احياشده و نقره با استفاده از روش سولوترمال است. ابتدا اكسيد گرافن (GO) از منظر ساختاري به‌وسيله آزمون رامان و طيف‌سنجي فروسرخ تبديل فوريه (FT-IR) و امكان احيا و تبديل شدن آن به اكسيد گرافن احياشده (rGO) مورد بررسي قرار گرفت. سپس با استفاده از پيش ماده تيتانيوم بوت اكسايد (TBO) در اتوكلاو و دماي 180 درجه سانتي گراد به مدت شش ساعت، پودر TiO2 با فاز آناتاز سنتز و مورد بررسي ساختاري به كمك آناليزهاي پراش پرتو ايكس (XRD) و ريزساختاري به وسيله آناليز ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) قرار گرفته و سپس جهت بررسي چسب مناسب جهت لايه نشاني بر روي شيشه اكسيد قلع دو شده با فلوئور (FTO) از سه پليمر پلي وينيل پيروليدون با وزن ملوكولي 20000، پلي اتيلن گليكول 200 و پلي اتيلن پليكول 20000 استفاده شد و چسب بهينه بود پلي اتيلن پليكول 20000 كه آزمون جريان- ولتاژ به وسيله شبيه ساز سلول خورشيدي، راندمان سلول حاصله 34/4 درصد حاصل شد. سپس با افزودن درجاي rGO در درصدهاي (5/0، 1، 3 و 5) و بررسي آن‌ها مشخص شد درصد بهينه‌ي rGO، 1 درصد وزني خواهد بود (راندمان: 03/5). سپس نقره در درصدهاي (5/0، 1، 2 و 3) به نانوكامپوزيت TiO2/rGO افزوده و بيشترين راندمان سلول حاصله با عدد 3/6 درصد در نمونه حاوي 2 درصد وزني نقره حاصل شد. همچنين به منظور بررسي اثر مستقيم نقره بدون حضور rGO نقره در درصدهاي 5/0، 1، 2 و 3 به فوتوآند افزوده و راندمان بهينه با عدد 2/5 درصد براي سلول حاوي 1 درصد نقره حاصل شد. براي بررسي خواص نوري از طيف‌سنجي فلورسانس (PL)، طيف‌سنجي جذب نوري ديناميكي (DRS) و طيف‌سنجي فرابنفش- مرئي (UV-Vis) و براي بررسي خواص الكتريكي از تست شبيه ساز سلول خورشيدي (I-V test) و طيف‌سنجي امپدانس الكتروشيميايي (EIS) استفاده شد.
  • تاريخ ورود اطلاعات
    1404/02/15
  • عنوان به انگليسي
    Investigating the Effect of Reduced Graphene Oxide (rGO) and Silver Addition on the Efficiency, Optical and Electrical Properties of Dye-Sensitized Solar Cells
  • تاريخ بهره برداري
    2/17/2026 12:00:00 AM
  • دانشجوي وارد كننده اطلاعات

    محمدمهدي گودرزي

  • چكيده به لاتين
    In this study, the objective is to enhance the efficiency of dye-sensitized solar cells by utilizing a photoanode composite made from reduced graphene oxide (rGO) and silver through a solvothermal method. Initially, graphene oxide (GO) was structurally characterized using Raman spectroscopy and Fourier-transform infrared spectroscopy (FT-IR), and its reduction potential to rGO was assessed. Subsequently, titanium dioxide (TiO2) powder in the anatase phase was synthesized using titanium butoxide (TBO) as a precursor in an autoclave at 180 degrees Celsius for six hours. The structural analysis was conducted via X-ray diffraction (XRD) and morphological analysis using scanning electron microscopy (SEM).To eva‎luate suitable adhesives for coating on fluorine-doped tin oxide (FTO) glass, three polymers were tested: polyvinylpyrrolidone with a molecular weight of 20,000, polyethylene glycol 200, and polyethylene glycol 20,000. The optimal adhesive identified was polyethylene glycol 20,000, which yielded a cell efficiency of 4.34% as determined by current-voltage testing using a solar cell simulator. Further, rGO was incorporated in varying weight percentages (0.5%, 1%, 3%, and 5%), revealing that the optimal rGO content for efficiency was 1% (5.03%). Silver was then added to the TiO2/rGO nanocomposite in percentages of 0.5%, 1%, 2%, and 3%, with the highest cell efficiency of 6.3% achieved at 2% silver weight. Additionally, to investigate the direct effect of silver without rGO, silver was added in percentages of 0.5%, 1%, 2%, and 3% to the photoanode, yielding an optimal efficiency of 5.2% for the cell containing 1% silver.For optical property assessment, photoluminescence (PL) spectroscopy, dynamic reflectance spectroscopy (DRS), and ultraviolet-visible (UV-Vis) spectroscopy were employed. Electrical properties were analyzed through solar cell simulator testing (I-V test) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS).
  • كليدواژه هاي فارسي
    سلول‌هاي خورشيدي رنگ‌دانه اي , اكسيد گرافن احيا شده , نانوكامپوزيت , نقره , راندمان , بازتركيب الكترون- حفره , نانوكامپوزيت TiO2/rGO/Ag
  • كليدواژه هاي لاتين
    Dye-sensitized solar cells , reduced graphene oxide , nanocomposite , silver , efficiency , electron-hole recombination , TiO2/rGO/Ag nanocomposite
  • Author
    Mohammad Mahdi Goodarzi
  • SuperVisor
    Seyed Mohammad Mirkazemi