Plasmon-enhanced dye sensitized solar cells
Plasmonik nanoparçacık katkılı boyaya duyarlı güneş pilleri
- Tez No: 461673
- Danışmanlar: DOÇ. DR. RAMAZAN ÖZTÜRK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2016
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 56
Özet
Bir güneş pili, fotovoltaik etki temeline dayanarak ışık enerjisini elektrik enerjisine dönüştüren cihaz olarak tanımlanır. Enerji dönüşümü, mevcut konvansiyonel cihazlara kıyaslandığında, bir fotovoltaik cihazı, düşük maliyeti, kolay hazırlanma prosedürü, iyi bir performansa sahip oluşu ve çevre uyumluluğu sayesinde büyük ayrıcalıklara sahiptir. Üçüncü nesil fotovoltaik cihazlar göz önüne alındığında, boyaya duyarlı güneş pilleri (DSSCs) ekonomik oluşu ve veriminden dolayı bir çok araştırmacının ilgisini çekmiştir. Bununla beraber boyaya duyarlı güneş pillerinin araştırma süresi boyunca kayda değer bir verimi olmasına rağmen, plazmonik nano yapıları ve bu yapıların ışık soğurulması, yayılması ve yansıması özellikleri kullanılarak verim daha da arttırılır. Plazmonik güneş pilleri böylece fotovoltaik cihaz olup, plazmonik etkisi sayesinde ışık enerjisini elektrik enerjisin çevirilmesinde kullanılmıştır.Metal nanoparçacıkların sahip oldukları uyarılmış enerjisi ve bunlara ait yüzey plazmon enerjisi saçılan ışık kullanılarak pilin soğurulmasını arttırır. Bu hafif-ince film ışığın daha kalın bir tabaka olmadan doğrudan emilimini sağlar. Tipik boyaya duyarlı güneş pilleri cihazlarında içine TiO2 veya ZnO tabakasına metal nanoparçacıkların gömülmesi ışık emilimini arttırmak için kullnılan uygun bir seçenektir. Boyaya duyarlı güneş pillerinin konvansiyonel yapısına baktığımızda yüksek ihtimal iki arayüzeyde yük rekombinasyonu mümkündür. Bunlar: TiO2/boya/elektrolit ve şeffaf iletken tabaka (TCO)/elektrolit. Plasmonik katkılı rutenyum (Ru) bazlı boyaya duyarlı güneş pillerinin sahip olduğu akım yoğunluğunun (Jsc) sabit ve önemli bir artışı, elde edilen güç dönüşüm verimliliğini arttırmıştır. Bu çalışmada, boyaya duyarlı güneş pillerinin verimini arttırmak için Ru bazlı (N 719) boya ve Gümüş (Ag) ve Altın (Au)'dan oluşan plazmonik nanoyapılar kullanılmıştır. Boyaya duyarlı güneş pillerinde (DSSC) fotoanod olan TiO2 ile nanoparçacıların dekorasyonu sayesinde plasmonik etki yoluyla cihazın performansının arttırılması beklenmektedir.
Özet (Çeviri)
A solar is defined as a device that can convert light energy into electric energy on the basis of photo-voltaic effect. Compared to the conventional devices available for energy conversion, a PV device provides greater privileges such as low cost, easy preparation protocols, good performance and environmental compatibility. In regard to the available third generatıon PV devices, dye sensitized solar cell (DSSCs) have attracted greater research attention based on their economic yet efficient approach. Although DSSC have achieved considerable efficiency during a long research period, greater efficiency can be obtained via application of plasmonic nanostructures utilized for improving light absorption, scattering and reflection within the parent DSSC. Plasmonic solar cells are thus, defined as a class of photovoltaic devices that can convert light energy into electricity via applicatıon of plasmonic effect. Cells improve absorption by scattering light using metal nanoparticles excited at their surface plasmon resonance. This allows light to be absorbed more directly without the relatively thick additional layer required in other types of thin-film solar cells. Embedding metal NPs in TiO2 or ZnO layer typically employed in DSSC devices is a viable option for enhancing the light absorption. In the conventional construction of DSSCs, the charge recombination takes place dominantly at two possible interfaces: TiO2/dye/electrolyte and transparent-conducting oxide (TCO)/electrolyte. A substantial and stable increase of the current density Jsc of ruthenium (Ru) based dye sensitized solar cells (DSC) of increase the power conversion efficiency of obtained by plasmonic enhancement. In this study, we aim to enhance the efficiency of DSCs by combination of Ru based dyes with Ag and/or Au nanoparticles which are plasmonic nanostructures. Decorating TiO2 photo anode of dye-sensitized solar cell (DSSC) with silver or gold nanoparticles shown to be an effective approach for enhancing device performance via the plasmonic effects.
Benzer Tezler
- Plasmonic tio2 composites for dye-sensitized solar cells applications
Plazmonik tio2 kompozit malzemeler ve boya duyarlı güneş pillerinde kullanımı
HİLAL YILDIRIM
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
EnerjiAnkara Yıldırım Beyazıt ÜniversitesiMalzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ KOUROUSH SALIMI
- Raman-dye-labeled nanoparticle probes for DNA studies
DNA çalışmaları için Raman boya ile etiketlenmiş nanoparçacık sondaları
CEREN UZUN
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
KimyaOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MÜRVET VOLKAN
- Preparation and surface modification of noble metal nanoaparticles with tunable optical properties for SERS applications
Ayarlanabilir optik özelliklere sahip metal nanoparçacıkların hazırlanması yüzeylerinin modifiye edilmesi ve SERS uygulamaları
MURAT KAYA
- Yüzey zenginleştırilmiş raman spektroskopisi (SERS) için nano-yaklaşım temelli platformların geliştırilmesi ve tanı amaçlı uygulanması
Development of nano-approach based platforms for surface enhanced raman spectroscopy (SERS) and their use for detection
MEHMET YILMAZ
Doktora
Türkçe
2014
BiyomühendislikHacettepe ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERHAN BİŞKİN
- Applications of plasmon enhanced emission and absorption
Plasmon arttırımlı ışınım ve emilim uygulamaları
SENCER AYAS
Yüksek Lisans
İngilizce
2009
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SALİM ÇIRACI
YRD. DOÇ. DR. AYKUTLU DANA