لايه نشاني چارچوب هاي فلز-آلي نانومتخلخل برپايه پورفيرين TCPP و كاربرد آن به عنوان سلول خورشيدي

كارشناسي ارشد

چارچوب هاي فلز الي گونه اي از نانو ساختارها مي باشند كه از اتصال دهنده ها و گره هاي مختلف تشكيل شده كه بر حسب نوع كاربرد و ويژگي هاي مورد نظر مي‌توان آنها را سنتز كرد. يكي از اشكال مورد استفاده از چارچوب هاي فلز آلي تهيه نانو فيلم از انها با روش هاي مختلف و لايه نشاني آنها روي سطوح مختلف ميباشد. بدين منظور در اين پروژه از چارچوب‌هاي فلز-آلي بر پايه پورفيرين TCPP براي لايه نشاني استفاده شد. روش سنتز چارچوب فلز-آلي انتخاب شده، به صورت روش درجا مي‌باشد كه طبق آن واحدهاي ساختاري چارچوب فلز-آلي به ترتيب برروي سطوح مورد نظر لايه‌نشاني شدند تا در نهايت اولين لايه از چارچوب فلز-آلي را تشكيل دهند. به منظور بررسي كاربردي از انجام اين پروژه، از چارچوب فلز-آلي لايه‌نشاني شده برروي سطوح، در حوزه سلول‌هاي خورشيدي استفاده و مورد بررسي قرار گرفت. از بين انواع سلول خورشيدي، در اين پروژه سلول خورشيدي رنگدانه‌اي انتخاب گرديد. براي مقايسه نتايج آزمون جريان-ولتاژ كه اصلي‌ترين آزمون سلول‌هاي خورشيدي مي‌باشد، تعداد لايه‌هاي مختلف لايه‌نشاني شده برروي سطوح مورد نظر، تعداد 3، 5 و 7 لايه از چارچوب فلز-آلي لايه‌نشاني شد و نتايج آن مورد بررسي قرار گرفت. همچنين به منظور تاثير زير‌لايه‌هاي مختلف در شدت جريان و ولتاژ توليد شده، دو نوع زير لايه مورد بررسي آزمايشگاهي قرار گرفت: 1)زيرلايه تيتانيوم دي اكسيد 2)زيرلايه تيتانيوم دي اكسيد-گرافن اكسيد دوب شده با نيتروژن پس از بررسي آزمون‌هاي آزمايشگاهي مختلف برروي ساختار چارجوب فلز-آلي لايه‌نشاني شده، اثبات گرديد كه روش سنتز درجا نانوفيلم چارچوب فلز-آلي برپايه پورفيرين به صورت موفقيت‌آميزي كاملا منظم تشكيل شده‌است و همچنين پس از بررسي آزمون فتوولتائيك سلول ساخته شده با تعداد لايه‌هاي مختلف چارچوب فاز-آلي و نيز 2 نوع زيرلايه‌اي كه استفاده شده است، مشخص گرديد كه افزايش تعداد لايه‌هاي چارچوب فلز-آلي از 3 لايه به 7 لايه و نيز افزايش گرافن اكسيد و نيتروژن دوب شده به ساختار تيتانيوم دي اكسيد، به ترتيب باعث افزايش جريان توليدي (پس از افزايش تعداد لايه‌ها و افزايش گرافن اكسيد) و افزايش محدوده‌ي طول موج جذبي فوتون و در نتيجه باعث افزايش بازده‌ي نهايي سلول شده‌اند. واژه هاي كليدي: چارچوب هاي فلز-آلي، نانو فيلم، لايه نشاني نانو فيلم، پورفيرين، سلول خورشيدي رنگدانه‌اي

192098

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر وحيد صفري فرد

شيمي معدني

دكتر رحمت االله رحيمي