xxiii Ïανελληνιο ÏÏ Î½ÎµÎ´Ïιο ÏÏ ÏÎ¹ÎºÎ·Ï ÏÏεÏÎµÎ±Ï ÎºÎ±ÏαÏÏαÏÎ·Ï & εÏιÏÏÎ·Î¼Î·Ï ...
xxiii Ïανελληνιο ÏÏ Î½ÎµÎ´Ïιο ÏÏ ÏÎ¹ÎºÎ·Ï ÏÏεÏÎµÎ±Ï ÎºÎ±ÏαÏÏαÏÎ·Ï & εÏιÏÏÎ·Î¼Î·Ï ...
xxiii Ïανελληνιο ÏÏ Î½ÎµÎ´Ïιο ÏÏ ÏÎ¹ÎºÎ·Ï ÏÏεÏÎµÎ±Ï ÎºÎ±ÏαÏÏαÏÎ·Ï & εÏιÏÏÎ·Î¼Î·Ï ...
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
Παρασκευή Υμενίων Νανοκρυσταλλικού TiO 2 με την Μέθοδο Screen-Printing για<br />
Φωτοευαισθητοποϊημένες Ηλιακές Κυψελίδές<br />
Γ.Καντώνης, Θ. Στεργιόπουλος, Π. Φαλάρας*<br />
Ινστιτούτο Φυσικοχημείας, ΕΚΕΦΕ ‘‘Δημόκριτος’’, Αγ. Παρασκευή 15310, Αθήνα,<br />
*papi@chem.demokritos.gr<br />
Οι φωτοευαισθητοποϊημένες ηλιακές κυψελίδες προσελκύουν ολοένα και περισσότερο επιστημονικό και εμπορικό<br />
ενδιαφέρον ως χαμηλού κόστους διατάξεις μετατροπής της ηλιακής ενέργειας σε ηλεκτρική [1]. Πολλές εργασίες έχουν<br />
δημοσιευθεί, οι οποίες έχουν ως αντικείμενο μελέτης της αύξηση της απόδοσης μίας ηλεκτροχημικής κυψελίδας<br />
βελτιστοποιώντας τις επιφανειακές κυρίως ιδιότητες του υμενίου του TiO 2 . Η τεχνική της διάταξης των διάτρητων μητρών<br />
(screen printing) έχει αντικαταστήσει τα τελευταία χρόνια τις κλασσικές τεχνικές εναπόθεσης του TiO 2 (doctor blade, dipcoating)<br />
εξαιτίας της μεγάλης ταχύτητας αποτύπωσης που διαθέτει καθώς και της δυνατότητας που παρέχει στην παρασκευή<br />
υμενίων με ελεγχόμενο πάχος και αριθμό στρωμάτων [2-5]. Στην τεχνική αυτή προκειμένου να επιτευχθεί το καλύτερο<br />
δυνατό αποτέλεσμα απαιτείται η ρύθμιση πολλών παραμέτρων όπως η ταχύτητα σάρωσης, η πίεση της σπάτουλας, η επιλογή<br />
της σήτας με πόρους κατάλληλου διαμετρήματος καθώς και η επιλογή της πάστας με τα απαιτούμενα ρεολογικά<br />
χαρακτηριστικά.<br />
Στο εργαστήριό μας χρησιμοπούμε εμπορικά διαθέσιμα υλικά, αλλά παράλληλα συνθέτουμε και νέες πάστες<br />
χρησιμοποιώντας ως πρώτη ύλη κρυσταλλική σκόνη TiO 2 καθώς και τιτανία προερχόμενη από σύνθεση με τεχνικές<br />
λύματος-πηκτής (sol-gel)<br />
.<br />
DEGUSSA P25<br />
SOL-GEL TiO 2<br />
ΑΡΧΙΚΟ TiO 2<br />
+ ΑΙΘΥΛΟ ΚΥΤΤΑΡΙΝΗ<br />
+ ΤΕΡΠΙΝΕΟΛΗ<br />
ΤΕΛΙΚΗ ΠΑΣΤΑ DYESOL εμπορική<br />
SCREEN-PRINTING<br />
ή<br />
DOCTOR-BLADE<br />
Σχήμα 1. Αναπαράσταση των μεθόδων σύνθεσης της πάστας και των τεχνικών εναπόθεσης<br />
Πιο συγκεκριμένα χρησιμοποιώντας την εμπορική πάστα Dyesol 18NRO έχουν παρασκευασθεί υμένια με μία και<br />
με δύο στρώσεις αντίστοιχα. Αφού εναποτεθεί το πρώτο στρώμα της πάστας σε διαφανές αγώγιμο γυαλί, το υμένιο<br />
ξηραίνεται για 6 min στους 125 ο C και στην συνέχεια εναποτίθεται το δεύτερο στρώμα. Το υμένιο που προκύπτει<br />
κατεργάζεται θερμικά στους 525 ο C. Τα τελικά υμένια αφού ευαισθητοποιηθούν με ένα σύμπλοκο ρουθηνίου που απορροφά<br />
ισχύρα στο ορατό, ενσωματώνονται σε υγρές κυψελίδες στρωματικού τύπου με τη βοήθεια ενός δεύτερου αντίθετου<br />
ηλεκτροδίου πλατίνας. Η απόδοση (η) των κυψελίδων μετρείται σε συνθήκες προσομοιωμένου φωτός με ένταση<br />
ακτινοβολίας ενός ήλιου ΑΜ 1,5. Έτσι για το υμένιο με την μία στρώση υπολογίστηκε ολική απόδοση μετατροπής της<br />
ηλιακής ενέργειας σε ηλεκτρική, n =3,16% με ρεύμα βραχυκυκλώσεως J SC =8,45 mA/cm 2 , φωτοτάση ανοιχτού κυκλώματος<br />
V oc =742 mV και παράγοντα πληρότητας F.F=0.50, ενώ όταν εναποτέθηκε μια δεύτερη στρώση, η απόδοση της κυψελίδας<br />
αυξήθηκε σε n =3,59% με J SC =10,27 mA/cm 2 , V oc =716 mV και F.F=0.49.<br />
212