| Περίληψη: | Οι φωτοευαισθητοποιημένες ηλιακές κυψελίδες (DSSCs) ανήκουν στην τρίτη γενιά φωτοβολταϊκών διατάξεων. Τα φωτοβολταϊκά του τύπου αυτού μπορούν να δώσουν αρκετά υψηλές αποδόσεις ακόμα και σε συνθήκες χαμηλού φωτισμού όπου εμφανίζουν εξίσου καλά αποτελέσματα επιτρέποντας τη χρήση τους και σε εσωτερικούς χώρους. Τα DSSCs αποτελούνται από μία χρωστική οργανική ένωση ή μεταλλοσύμπλοκο η οποία απορροφά φως, διεγείρεται και οξειδώνεται μεταφέροντας ηλεκτρόνια σε έναν ημιαγωγό (συνήθως TiO2) στην άνοδο της συσκευής. Τα ηλεκτρόνια αυτά περνούν μέσω του εξωτερικού κυκλώματος και καταλήγουν στο αντιηλεκτρόδιο της συσκευής όπου ανάγουν και αναγεννούν έναν ηλεκτρολύτη, ο οποίος στη συνέχεια αναγεννά την χρωστική.
Στην παρούσα εργασία συντέθηκαν οργανικές και υβριδικές χρωστικές με τέσσερεις διαφορετικές κεντρικές χημικές ομάδες με σκοπό την εφαρμογή τους σε φωτοευαισθητοποιημένες ηλιακές κυψελίδες (DSSCs). Η πρώτη ομάδα φωτοευαισθητοποιητών περιέχει ως κεντρική ομάδα το διϊμίδιο του περυλενίου (PDI), η δεύτερη την τριφαινυλαμίνη (ΤΡΑ), η τρίτη την ομάδα της βενζοθειαδιαζόλης (ΒΤΖ) και ομάδες θειοφαινίου και 3,4-αιθυλένοδιόξυθειοφαινίου και η τελευταία σειρά χρωστικών περιέχει την ομάδα της δι-καρβαζόλης (Cz). Για την πρόσδεση στον ημιαγωγό οι χημικές δομές περιέχουν είτε ομάδες καρβοξυλικού οξέος είτε κυανοακρυλικού οξέος. Ακόμα έγινε προσπάθεια ελέγχου του φάσματος απορρόφησης των χρωστικών με απώτερο σκοπό την εφαρμογή τους σε ηλιακές κυψελίδες για θερμοκήπια έτσι ώστε να μην εμποδίζουν την ανάπτυξη των φυτών. Όλες οι χρωστικές χαρακτηρίστηκαν μέσω διαφόρων τεχνικών χαρακτηρισμού, όπως φασματοσκοπίες πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού και υπερύθρου (NMR, IR), φασματοσκοπία απορρόφησης υπεριώδους-ορατού (UV-Vis), φασματοσκοπία φωτοφωταύγειας (PL), θερμοσταθμική ανάλυση (TGA) και κυκλική βολταμμετρία (CV) για την εύρεση των ενεργειακών επιπέδων των ενώσεων. Επιλεγμένες χρωστικές εφαρμόστηκαν σε φωτοευαισθητοποιημένες ηλιακές κυψελίδες από το Εργαστήριο Νανοτεχνολογίας και Προηγμένων Υλικών του Καθ. κου Ηλία Σταθάτου του Πανεπιστημίου Πελοποννήσου, Σχολή Μηχανικών, Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Η/Υ.
|
|---|
