ПОЛУЧЕНИЕ СОЛНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ НА ОСНОВЕ НЕОРГАНИЧЕСКИХ И ОРГАНИЧЕСКИХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

"ANIQ VA TABIIY FANLARNING RIVOJLANISH ISTIQBOLLARI" RESPUBLIKAILMIY-AMALIY ANJUMANI 2024-YIL 7-MAY

ПОЛУЧЕНИЕ СОЛНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ НА ОСНОВЕ НЕОРГАНИЧЕСКИХ И ОРГАНИЧЕСКИХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ

1Жураева М.Б, 2Элбоев Р.Ф, 3Шукуров Д.Х

1,2,3 Денауский институт предпринимательства и педагогики https://doi.org/10.5281/zenodo.11115657

Аннотация. В статье представлена информация об общем принципе работы сенсибилизированного красителем солнечного элемента. Также был проведен анализ пигмента фталоцианина меди, используемого в качестве чувствительного красителя в спектрофотометре UV-Vis.

Ключевые слова: cолнечный элемент, энергия, спектрофотометре UV-Vis, фталоцианиновый пигмент, полупроводниковые соединения.

Abstract. The article provides information on the general operating principle of a dye-sensitized solar cell. An analysis of the copper phthalocyanine pigment, used as a sensitive dye in the UV-Vis spectrophotometer, was also carried out.

Keywords: solar cell, energy, UV-Vis spectrophotometer, phthalocyanine pigment, semiconductor compounds.

Сенсибилизированный красителем солнечный элемент - недорогой тип солнечных элементов. Синтетические пигменты можно использовать в качестве красителей для DSSC. В данном исследовании фталоцианин пигментовы был использован в качестве красителя для чувствительных к красителю солнечных элементов (DSSC) на основе TÍO2. Ранее принцип работы и свойства этой солнечной батареи были тщательно изучены Грацелем и О'Реганом и их с посохом [1]. Для достижения высокой производительности DSSC важна большая площадь поверхности наноструктуры слоя TÍO2, потому что это позволяет адсорбировать достаточно большое количество молекул красителя, необходимых для эффективного преобразования света [2].

Базовый рабочий цикл чувствительного к красителю солнечного элемента (DSSC) можно резюмировать следующим образом с помощью фотохимических реакций: Раствор йода в йодиде калия, который отдает электроны красителю, иону йода, восстанавливает электроны через катод. Вот слой S-красителя, hv-света, полупроводникового оксидного слоя TÍO2.

фотоанод: S + hv ^ S * - поглощение света краситель;

краситель: S * ^ S + + e- (TiO2) - потеря электронов;

2S + + 3I- ^ 2S + I3- - восстановление потерянных электронов;

катод: I3- + 2e- (Pt) ^ 3I- - восстановление потерянного электрона электролита; I3-+ 2e- (TiO2) ^ 3I- + TiO2 - восстановление потерянного электрона электролита; внешний вид процесса в целом:

e-(Pt)+hv ^ e-(TiO2).

Когда солнечный свет проникает через проводящее стекло, краситель (фотосенсибилизатор), чувствительный к солнечному (видимому) свету, поглощает фотон. Электрон красителя будет возбужден и инжектирован в зону проводимости TiO2 и течет через внешний провод к нагрузке (например, лампе). Потеря электрона из красителя будет

"ANIQ VA TABIIY FANLARNING RIVOJLANISH ISTIQBOLLARI" RESPUBLIKA ILMIY-AMALIY ANJUMANI 2024-YIL 7-MAY

компенсирована электроном из электролита в результате окислительно-восстановительной реакции йодида (I-), окисленного до трииодида (1з-), и высвобождения электрона.

На рис. 1 показаны результаты измерения поглощения света на спектрофотометре UV-Vis красителей фталоцианина меди, в спектре видимого света 320-1000 нм. Диапазон длин волн спектра лежит между 320 нм и 1000 нм. Было обнаружено, что фталоцианин меди имеет пиковое поглощение при 600 нм. Фталоцианин меди показывает хороший уровень поглощения от 400 до 600 нм. В результате понятно, что фталоцианин меди будет поглощать свет в диапазоне длин волн от 400 до 600 нм. Оставшийся спектр будет отражать смесь красного и синего цветов. Цвет похожий на фиолетовый с белым светом. В основном, это поглощение связано с сопряженными связами, содержащимся в фталоцианин меди. Поскольку фталоцианиновые пигменты обладает наибольшей способностью поглощать фотоны от света, В этом исследовании для DSSC была выбрана фталоцианин меди пигмент для использования в качестве красителя.

Длина волны, X (нм)

Рис.1. Спектры поглощения зависимости от поглощения длина волны красителя на основе фталоцианина меди.

На рис. 2 и 3 показаны напряжения и токи, собранные шестью узлами DSSC через 10 дней, а на рис. 4 показана мощность, подаваемая шестью узлами DSSC. Результаты электрического тренда были взяты в качестве образца, показывающего самые высокие электрические характеристики при 450°C в течение 1 часа и самые низкие при 2 часа 550°C.

Когда солнечный свет проникает через проводящее стекло, краситель (фотосенсибилизатор), чувствительный к солнечному (видимому) свету, поглощает фотон. Электрон красителя будет возбужден и инжектирован в зону проводимости TÍO2 и течет через внешний провод к нагрузке (например, лампе). Потеря электрона из красителя будет компенсирована электроном из электролита в результате окислительно-восстановительной реакции йодида (I-), окисленного до трииодида (1з-), и высвобождения электрона. Электрон от нагрузки будет течь обратно в DSSC через противоэлектрод (покрытый Pd/Au), который каталитически способствует реакции восстановления трииодида электролита (1з-) в иодид (I-) и повторно используется в процессе преобразования.

REFERENCES

1. Kay A, Grдtzel M., // Low cost photovoltaic modules based on dye sensitized nanocrystalline titanium dioxide and carbon powder //, Sol. Energy Mater. Solor Cells 1996.

2. Dresselhaus, M.S., Thomas. I.L., // Alternative energy technologies //. Nature 2001, зз2-зз7.