مطالعه نظری و تجربی رفتار سلولهای خورشیدی آلی بر پایه P۳HT:PCBM و نانولولههای کربنی عاملدار
نام عام مواد
[پایاننامه]
عنوان اصلي به زبان ديگر
Theoretical and experimental study on the behavior of organic solar cells based on P۳HT:PCBM and functionalized carbon nanotubes
نام نخستين پديدآور
/افسانه هادی
وضعیت نشر و پخش و غیره
نام ناشر، پخش کننده و غيره
: علوم پایه
تاریخ نشرو بخش و غیره
، ۱۳۹۹
مشخصات ظاهری
نام خاص و کميت اثر
۱۲۴ص.
ساير جزييات
:
يادداشت کلی
متن يادداشت
زبان: فارسی
متن يادداشت
زبان چکیده: فارسی
یادداشتهای مربوط به نشر، بخش و غیره
متن يادداشت
چاپی - الکترونیکی
یادداشتهای مربوط به مشخصات ظاهری اثر
متن يادداشت
مصور، جدول، نمودار
یادداشتهای مربوط به پایان نامه ها
جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن
دکتری
نظم درجات
فیزیک- حالت جامد
زمان اعطا مدرک
۱۳۹۹/۱۲/۰۱
کسي که مدرک را اعطا کرده
صنعتی سهند
یادداشتهای مربوط به خلاصه یا چکیده
متن يادداشت
سلولهای خورشیدی آلی (OSC) به دلیل آسانی روشهای تهیه، انعطافپذیری و قیمت پایین به صورت گسترده به عنوان جایگزین برای سلولهای خورشیدی سیلیکونی مورد مطالعه قرار گرفتهاند .سلولهای خورشیدی هیبریدی که ترکیبی از مواد آلی و معدنی هستند از روشهای ارزان ساختOSC ها و پایداری اجزای معدنی بهره میبرند .نانولولههای کربنی (CNT) اخیرا به عنوان موادی مطلوب برای فوتوولتائیکها و جایگزین مولکولهای مزدوج آلی و پلیمرها در فوتوولتائیکهای آلی استفاده میشوند .دلیل آن ویژگیهای مکانیکی، الکتریکی و اپتیکی منحصربفرد آنهاست .توزیع و پراکنده ساختنCNT ها در زمینهی پلیمر، چالش اصلی برای بهکارگیری آنها به همراه پلیمرهای نیم رسانا در نانوکامپوزیتهای فوتوولتائیک به شمار میرود .عاملدار کردن CNT یکی از بهترین راهها برای جلوگیری از تجمع آنها به دلیل نیروهای واندروالس محسوب میشود .در این تحقیقCNT های بدون تیمار شیمیایی و هم چنین پیوندخورده سطحی با پلی)۳-دودسیل تیوفنPDDT) -graft-( (CNTبه همراه پلی(۳-هگزیل تیوفن( (P۳ HT)تحت تبلور قرار گرفتند .نانوهیبریدهای تهیه شده در لایه فعال سلولهای خورشیدی به کار برده شدند تا اثر این نانوساختارها در کارایی سلول خورشیدی مطالعه شود .دینامیک انتقال بار و فوتوفیزیک سامانههای دوتایی و سهتایی برپایهP ۳HT، نانوساختارهای تهیه شده و PCBM توسط امپدانس الکتروشیمیایی و آنالیزهای ساختاری بررسی شد .در مرحله بعد اثر دوپه کردن سلولهایP ۳ HT:PCBMبا درصدهای وزنی مختلف ازPDDT -graft- CNTبررسی شد .غلظت بهینه برای رسیدن به بالاترین کارایی، ۰/۵ درصد وزنی از ماده دوپه کننده به دست آمد .افزودن این درصد وزنی ازPDDT -graft- CNTمنجر به افزایش جریان اتصال کوتاه ازmA/cm ۲ ۵/۱۱ بهmA/cm ۲ ۱۱/۹۸ و ولتاژ مدار باز از ۰/۶ به V ۰/۶۶ نسبت به سلول مرجع گردید .
متن يادداشت
Organic solar cells (OSC) are under intensive research as an alternative to silicon based devices due to their ease of processing, flexibility and low cost. Organic-inorganic hybrid solar cells combine organic (normally conjugated polymers) and inorganic component, with the intent of incorporating the advantages associated with both material groups such as low cost processability of OSCs and the stability of inorganic materials. CNTs have recently come out as a popular photovoltaic material with a promise to replace the conjugated organic molecules and polymers that are commonly employed in organic photovoltaics because of their unique optical, electrical, and mechanical properties. The dispersion and stabilization of CNTs in polymer matrices is the main challenge for the incorporation of CNTs in association with a semiconducting polymer in the photoactive nanocomposites. Functionalization of the CNTs is one of the best techniques to hinder the nanotube aggregation due to strong van der Waals forces. In this work, the multi-walled carbon nanotubes as well as those grafted with the poly(3-dodecylthiophene) (CNT-graft-PDDT) were pre-crystallized with P3HT. Nanohybrids were applied in active layers to study the effects of these nanostructures on the polymer solar cell (PSC) performance. The charge carrier dynamics and photophysics were studied in the binary and ternary systems based on P3HT, pre-developed nanostructures and/or PCBM through the electrochemical impedance spectroscopy and morphological analyses. In addition, the effect of incorporation of CNT-graft-PDDT with different doping concentrations has been studied on the performance of P3HT:PCBM solar cells. The concentration of additive was optimized at 0.5 wt to obtain the highest efficiency. Doping with this concentration of CNT-graft-PDDT led to enhancement of short circuit current density (Jsc) from 5.12 to 11.98 mA/cm2, open circuit voltage (Voc) from 0.6 to 0.66 V in comparison with a reference cell.
خط فهرستنویسی و خط اصلی شناسه
ba
عنوان اصلی به زبان دیگر
عنوان اصلي به زبان ديگر
Theoretical and experimental study on the behavior of organic solar cells based on P۳HT:PCBM and functionalized carbon nanotubes