شبیه سازی سلول خورشیدی حساس شده با رنگ با فوتوآند TiO توسط نرم افزار سیلواکو

رشد مصرف جهانی انرژی در قرن اخیر و همراه با آن افزایش انتشار گازهای گلخانه ای، با آلودگی بیش از پیش محیط زیست و خسارات جبران ناپذیر برای منابع حیاتی همراه بوده است. به منظور کاهش اتکا جهانی به منابع طبیعی پایان پذیر و سوخت های مخرب محیط زیست، تلاش های علمی فراوانی برای کاهش هزینه های تولید انرژی از منابع تجدید پذیر صورت گرفته است. از جمله، تلاش برای تولید انرژی الکتریکی با استفاده از انرژی خورشید می باشد. اخیراً سلول خورشیدی حساس شده با رنگ به دلیل هزینه ی ساخت پایین مورد توجه قرار گرفته است. سلول های خورشیدی حساس شده با رنگ متعلق به نسل سوم، جزء دسته ی سلول های خورشیدی لایه نازک هستند. امروزه پژوهش های زیادی برای بالا بردن بازده این نوع سلول های خورشیدی ارزان قیمت صورت می گیرد. این نوع سلول خورشیدی به گونه ای طراحی شده است که بتواند نور خورشید را جذب و به انرژی الکتریکی تبدیل کند. مواد مورد استفاده در این نوع سلول خورشیدی غیر سمی می باشند. بخش اصلی این نوع سلول خورشیدی یک فوتو آند است که از یک نیمه رسانای حساس شده با رنگساخته شده است. این فوتو آند درون یک ماده ی الکترولیت قرار دارد و در طرف مقابل آن یک الکترود دیگر برای به گردش در آوردن الکترون ها در مدار قرار دارد. اساس کار این سلول ها یک نیمه رساناست که از یک آند حساس به نور و یک محلول الکترولیت تشکیل می شود. مواد مورد استفاده برای ساخت فوتوآندها، اکسید نیمه هادی های نانو ساختار هستند. زیرا به دلیل دارا بودن گاف انرژی دارای پایداری خوبی در برابر خوردگی توسط نورخورشید هستند. علاوه براین یک گاف انرژی نسبتا بزرگ ( بزرگتر از 3ev ) برای دریافت قسمتی از طیف خورشید توسط نیمه هادی نیاز است. امروزه به طور معمول از تیتانیوم دی اکسید (TiO2 ) به عنوان نیمه هادی در فوتو آند استفاده می شود. در این مقاله با استفاده از نرم افزار سیلواکو توانستیم این نوع سلول خورشیدی با فوتو آند TiO2 را شبیه سازی کرده و به بازده 6.2 % دست یابیم.

کلیدواژه ها:

منابع تجدید پذیر ، سلول خورشیدی حساس شده با رنگ ، فوتو آند ، نیمه هادی ، تیتانیوم دی اکسید