تحقیق سل های فوتوالکتروشیمیایی

در این قسمت تحقیق با موضوع سل های فوتوالکتروشیمیایی به صورت فایل word برای دانلود ارائه شده است. 

قسمتی از متن تحقیق در زیر نشان داده شده است.

مقدمه

تاکنون، فوتوولتاییک – تبدیل نور خورشید به الکتریسیته –  را  با استفاده از دستگاههای حالت جامد که اغلب از Si ساخته شده انجام میداد. اما الان سل های فوتوولتایی  جدید  ساخته شده با آن رقابت می کند. برای مثال مواد نانو کریستالی و فیلم های پلیمری رسانا. این ارائه  چشم انداز ساخت ارزان همراه با ویژگی های دیگر مانند انعطاف پذیری بالا را به همراه دارد. پیشرفت های اخیر در ساخت و ویژگی های مواد نانو کریستالی  دید کلی جدید را باز می کند. برخلاف انتظار برخی از دستگاه های جدید بازده بالای تبدیل دارند که این بازده با وسایل معمولی به رقابت می پردازد. در اینجا به پس زمینه تاریخی و وضعیت حضور و توسعه سل های فوتوالکتروشیمیایی نگاه می کنیم.

French scientist Edmond Becquerel اثر فوتوالکتریک را کشف کرد، محققان و مهندسین با ایده های تبدیل نور به سوخت شیمیایی و الکتریسیته شیفته شدند. رویای  عمومی آنها  گرفتن انرژی از خورشید که  به طور آزاد در دسترس است  و برگرداندن آنها به انرژی ارزشمند و راهبردی مثل برق ، یا تولید سوخت هایی مانند هیدروژن را است. در فوتوولتاییک فوتون فرود آمده در نیمه هادی  تولید جفت الکترون- حفره می کند و در اتصال بین مواد مختلف، این اثر در سر تا سر سطح اختلاف پتانسیل الکتریکی  ایجاد می کند. تاکنون دانش سلول خورشیدی  به وسایلی که اتصال بین مواد حالت جامد غیرآلی، فرم های دوپ شده از سیلیکون آمورف یا کریستالی و بهره از مواد با تجربه و قابل دسترس بدست آمده از صنعت نیمه هادی  حکمفرما بوده. به تازگی از وسایلی که ازترکیب نیمه هادی ها (ترکیب III/V ) برای بازده بالا و موادی همچون مس – ایندیوم – سولفید/ سلنید برای فیلم نازک، سلول های زمینی کم هزینه  استفاده می شود. اما تسلط این زمینه توسط دستگاههای حالت جامد غیر آلی با چالش های جدید مواجه می شود. به طور زیادشونده آگاهی از مزیت احتمالی پلیمر های نانوکریستالی و رسانا وجود دارد، برای مثال ساخت ارزان آنها ( از گرانی و فرایندها در دمای بالا و فشار بخار بالا مورد نیاز برای روش های سنتی می­توان اجتناب کرد) از مواد انعطاف پذیر استفاده می شود و با توجه به  برنامه کاربردی مورد استفاده مثلا  معماری یا تزئینی می تواند شکل گرفته  یا رنگی شود. در حال حاضر کاملا از استفاده وسایل حالت جامد کلاسیک  دور شده باجایگزینی فاز در تماس با نیمه هادی به  وسیله الکترولیت (مایع، ژل یا جامدهای آلی) تشکیل دستگاههای فوتوالکتروشیمیایی باعث می شود .

توسعه این نوع دستگاههای جدید سلول خورشیدی به وسیله افزایش آگاهی از ذخایر نفتی زمین در طول این قرن ترویج یافته است. انرژی مورد نیاز این سیاره به احتمال زیاد در ۵۰ سال آینده دو برابر می شود که این نشان دهنده کمبود انرژی است مگر آنکه انرژی تجدید پذیر بتواند کسر قابل توجهی از سوخت فسیلی از دست رفته را جایگزین کند. نگرانی عمومی  آلودگی زیست محیطی  خطرناک  از نشت بیش از حد نفت و پیامد آب و هوایی ترسناک  ناشی از گازهای گلخانه ای  ایجاد شده توسط احتراق سوخت های فسیلی  است . خوشبختانه تامین انرژی زمین از خورشید عظیم است. ۳*۱۰۲۴ ژول در سال یا حدود ۱۰۰۰۰ برابربیشتر از مصرف در حال حاضر جمعیت جهان است. به عبارت دیگر پوشیدن ۱/۰% زمین با  سلول خورشیدی با بازده ۱۰% انرژی مورد نیاز ما را تامین می کند. اما بهره برداری از این منبع انرژی عظیم چالش بزرگی را ایجاد می کند.

سابقه تاریخی

بکرل آزمایش فوتوالکتریک را در سال ۱۸۳۹ با مایع نه جامد انجام داد –  حقیقتی که قبلا نادیده گرفته شد. در تحقیق آن با عبور نور از محلول شامل نمک هالید فلزی تولید یک جریان بین دو الکترود پلاتین فرو برده شده در الکترولیت می کند، با فوتوگرافی تحریک می شد. Daguerre اولین تصویر فوتوگرافیکی را در سال ۱۸۳۷ ظاهر گشت. Fox Talbot با هالید نقره در سال ۱۸۳۹ تهیه کرد. فیلم ها غیر حساس به نور قرمز وقسمت میانی طیف بودند. علت استفاده از نیمه هادی ها به صورت دانه های هالید نقره  این است که آنها دارای گاف انرژی هستند که رنج آن از  ۷/۲ به ۲/۳ الکترون ولت افزایش یافته و همچنین آنها جذب نور ناچیز در طول موج بلندتر از ۴۶۰ نانومتر را دارند. Vogel در سال ۱۸۸۳ کشف کرد که هالید نقره می تواند با اضافه کردن رنگ به طول موج های بلندتر حساس شود. چهار سال بعد بهبود رنگ به وسیله  Mozer  با استفاده از رنگ های erythrosine در الکترود هالید نقره سلول الکتروشیمیایی انجام داد. این موازات بین فوتوگرافی و فوتوالکتروشیمیایی باعث تعجب دانشمندان شده است. این رنگها برای هر دو واکنش موثر بود که بوسیله Namba و Hihiki در سال ۱۹۶۴ در کنفرانس بین المللی فوتوحسگرها در شیکاگو ارائه دادند یک رویداد مهم در حسگرها بود. این نشان می دهد که رنگ بر روی الکترود نیمه هادی  باعث افزایش بازده جذب می شود. البته این مرحله که حساس شدن بوسیله انتقال الکترون یا انرژی انتقال یافته از رنگ به نیمه هادی انجام می­شود هنوز مورد بحث است. مطالعات بعدی بوسیله Hauffe ، Tributsh و Gerischer نشان داد که انتقال الکترون به وسیله مکانیسم های رایج برای هر دو واکنش فوتوگرافی و فوتوالکتروشیمیایی انجام می شود.

فهرست مطالب

• خلاصه
• مقدمه
• سابقه تاریخی
• سلول های احیا کننده و فوتوسنتز
• اتصالات نانو کریستالی و شبکه های در هم نفوذ کرده
• سل های پشت سر هم برای آبکافت بوسیله نور مرئی
• اتصال های نامساوی حساس شده به رنگ جامد و سل های ETA
• سلول های خورشیدی آلی

کاربر گرامی، بلافاصله پس از خرید این پروژه، لینک دانلود آن برای شما فعال می شود. لینک دانلود پروژه به ایمیل شما هم ارسال می شود و با یک کلیک می توانید پروژه خود را دانلود نمایید.