Plazmonik tio2 kompozit malzemeler ve boya duyarlı güneş pillerinde kullanımı

Boyaya duyarlı güneş pilleri (DSSC'ler), 1991'de Grätzel tarafından ilk rapor edildiğinden beri düşük maliyetli, esnek tasarımları, üretim kolaylıkları ve düşük toksisiteleri nedeniyle bilim adamlarının dikkatini çekmiştir. TiO2/boya/elektrolit arayüzünde yük rekombinasyonunu önlemek için, alternatif bir fonksiyonel fotoanodun geliştirilmesi için çalışmalar hala devam etmektedir. Son zamanlarda, yüzey plazmon rezonansı ve foto-hassaslaştırıcı elektrotları arasındaki işbirliği, boyaya duyarlı güneş pillerinin farklı özelliklerinin elde edilmesini sağlamıştır. Özellikle, plazmonik nanoparçacıklar, gelen ışığı optik alanlarına yoğunlaştırma yeteneğinin yanı sıra, güçlü ışık saçılımı ve yerel alan iyileştirmelerine dayanan fotovoltaik cihazların verimliliğini arttırma kabiliyetine sahiptir. Örneğin, bir boya duyarlı güneş pilinin güç dönüşüm verimliliğini (PCE) geliştirmek için TiO2'nin yüzey modifikasyonuyla asil metal nanoparçacıklar (yani Altın ve Gümüş) kullanılmıştır. Bu tez çalışmasında, plazmonik TiO2 fotoanotları, sırasıyla solvotermal ve silanizasyon prosedürleri kullanılarak çok aşamalı metotlarla sentezlenmiştir. Plazmonik fotoanotların fiziksel ve kimyasal özellikleri, SEM, XRD, XPS, BET, UV-vis ve EIS kullanılarak karakterize edilmiştir. Özel yüzey alanı, gözenek ebadı dağılımı ve geliştirilmiş lokalize yüzey plazmon rezonans özelliklerine dayanarak, sentezlenen fotoanotların tasarlanan boya duyarlı güneş pillerinin kontrol gruplarına kıyasla (yani, katkısız TiO2 ve P25 macunu) karşılaştırıldığında dikkate değer bir güç dönüşüm (%7,62) verimliliği gösterdiği not edilmiştir.