| Περίληψη: | Το γεγονός ότι οι ενεργειακές ανάγκες συνεχώς αυξάνονται, ενώ ταυτόχρονα τα συμβατικά καύσιμα μειώνονται με πολύ γρήγορους ρυθμούς, αποτέλεσε την αφορμή για να ξεκινήσει η συγκεκριμένη διπλωματική εργασία.
Αρχικά, έγινε μία αναφορά στο πως ξεκίνησε από τα πολύ παλιά χρόνια η ενεργειακή εκμετάλλευση έως και σήμερα, όπου υπάρχουν ακόμα πιο σύγχρονες μέθοδοι για την εκμετάλλευση κυρίως των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας.
Στη συνέχεια, παρουσιάστηκαν τα κύρια χαρακτηριστικά της ηλιακής ενέργειας και της ηλιακής ακτινοβολίας και οι παράγοντες που επιδρούν στον τρόπο που μπορεί να γίνει η απορρόφηση των φωτονίων από ένα ηλιακό κύτταρο.
Έπειτα, έγινε εκτενής αναφορά τόσο στα φωτοβολταϊκά πυριτίου τύπου p-n επαφής και στον τρόπο λειτουργίας τους, όσο και στα φωτοευαίσθητα ηλιακά κύτταρα με χρωστική καθώς και στα υλικά τα οποία χρησιμοποιήθηκαν για την κατασκευή τους.
Στα πλαίσια λοιπόν, αυτής της διπλωματικής εργασίας και της μελέτης στη βελτίωση των φωτοευαίσθητών ηλιακών κυττάρων με χρωστική ουσία, κατασκευάστηκαν ηλιακές κυψέλες από διαφορετικά υλικά και με διαφορετικές τεχνικές κατασκευής με σκοπό να βρεθεί ο συνδυασμός που επιτυγχάνει την μεγαλύτερη απόδοση σε συνδυασμό με το χαμηλό κόστος και την ευελιξία στην εφαρμογή τους.
Για την αρχή των πειραμάτων, και για την μελέτη της επιρροής των υποστρωμάτων στην κυψέλη κατασκευάστηκαν ηλιακές κυψέλες από διαφορετικού τύπου αγώγιμα υποστρώματα, ενώ ο ημιαγωγός, η χρωστική και ο ηλεκτρολύτης ήταν ο ίδιος σε κάθε μέτρηση. Στη συνέχεια κατασκευάστηκαν ηλιακά κύτταρα με διαφορετικό χρόνο όπτησης του ηλεκτροδίου και αντι-ηλεκτροδίου, με σκοπό να μελετηθεί η επιρροή του στην απόδοση των κυψελών. Επίσης διαπιστώθηκε η αναγκαιότητα ύπαρξης χρόνου ευαισθητοποίησης του ηλεκτροδίου κατασκευάζοντας κύτταρα που τα ηλεκτρόδια τους αφέθηκαν σε συνθήκες δωματίου βυθισμένα ή μη σε διάλυμα χρωστικής για 24 ώρες για να ολοκληρωθεί η ευαισθητοποίηση του ημιαγωγού από τη χρωστική. Ακόμη, στο εργαστήριο κατασκευάστηκε στερεός πολυμερικός ηλεκτρολύτης όπου χρησιμοποιήθηκε στην κατασκευή ηλιακών κυττάρων αντίστοιχων τύπων και τα αποτελέσματα της απόδοσης αυτών συγκρίθηκαν με εκείνα που κατασκευάστηκαν αρχικά και περιείχαν τον έτοιμο ηλεκτρολύτη EL-HSE High Stability της εταιρίας Dyesol. Μια άλλη μελέτη που πραγματοποιήθηκε σε αυτή τη διπλωματική εργασία αφορούσε τη μεταβολή της πυκνότητας ρεύματος βραχυκύκλωσης και της τάσης ανοιχτού κυκλώματος που παράγουν οι ηλιακές κυψέλες συναρτήσει της προσπίπτουσας ηλιακής ακτινοβολίας
Τέλος, διαπιστώνεται πως τα ηλιακά κύτταρα με χρωστική ουσία έχουν πολλά περιθώρια βελτίωσης, με τη μέγιστη θεωρητική δυνατή απόδοση μετατροπής της ηλιακής ενέργειας σε ηλεκτρική αυτής της χρωστικής να ξεπερνά το 30 %. Είναι ηλιακά κύτταρα που προσφέρονται για περεταίρω μελέτη, καθώς δεν απαιτούν τόσο ακριβό εξοπλισμό κατασκευής τους όπως αυτών της προηγούμενης γενιάς, ενώ όπως έχει αναφερθεί αρκετές φορές θεωρούνται και πιο φιλικά προς το περιβάλλον και με μικρό κόστος κατασκευής.
|
|---|
