الأنابيب النانوية الكربونية في الخلايا الكهروضوئية

يتم تصنيع الأجهزة الضوئية العضوية (OPVs) من الأغشية الرقيقة لأشباه الموصلات العضوية ، مثل البوليمرات ومركبات الجزيئات الصغيرة ، وعادة ما تكون في حدود 100 نانومتر سميك. نظرًا لأن OPVs المستندة إلى البوليمر يمكن صنعها باستخدام عملية طلاء مثل طلاء الدوران أو الطباعة النافثة للحبر ، فهي خيار جذاب لتغطية مساحات كبيرة بالإضافة إلى أسطح بلاستيكية مرنة. وباعتبارها بديلاً منخفض التكلفة وواعداً للخلايا الشمسية التقليدية المصنوعة من السيليكون البلوري ، هناك قدر كبير من الأبحاث التي يتم تخصيصها في الصناعة والأوساط الأكاديمية نحو تطوير الـ OPVs وزيادة كفاءة تحويل الطاقة.

الأنابيب النانوية الكربونية أحادية الجدار كوسيلة لحصاد الضوء
تمتلك الأنابيب النانوية الكربونية أحادية الجدار نطاقًا واسعًا من خطوط النطاق المباشرة التي تتطابق مع الطيف الشمسي ، والإمتصاص الضوئي الشديد ، من الأشعة تحت الحمراء إلى الأشعة فوق البنفسجية ، والحركة العالية للنقل وتناقص نقل الحامل ، مما يجعلها مادة فلطائية ضوئية مثالية. يمكن تحقيق التأثير الكهروضوئي في الثنائيات المثالية للأنابيب النانوية الكربونية أحادية الجدار (SWNT). يمكن أن تقوم قنوات SWNT الفردية بتشكيل صمامات التوصيل الثنائية pn المثالية. والسلوك المثالي هو الحد النظري للأداء لأي صمام ثنائي ، وهو هدف يسعى إليه الجميع في جميع تطوير المواد الإلكترونية. تحت الإضاءة ، تظهر الثنائيات SWNT كفاءات تحويل طاقة كبيرة بسبب خصائص معززة من الصمام الثنائي المثالي.

في الآونة الأخيرة ، تم تكوين SWNTs مباشرة كمواد تحويل الطاقة لتصنيع الخلايا الشمسية ذات الأغشية الرقيقة ، مع عمل الأنابيب النانوية كمواقع للإضاءة الضوئية وطبقة نقل / جمع ناقلات الشحن. تتكون الخلايا الشمسية من طبقة رقيقة شبه شفافة من الأنابيب النانوية المطلية على طبقة سليكون بلورية من النوع n لإنشاء تزاوج pn عالي الكثافة بين الأنابيب النانوية و n-Si لمصلحة فصل الشحنة واستخلاص الإلكترونات (عبر n-Si) والثقوب ( من خلال الأنابيب النانوية). وقد أظهرت الاختبارات الأولية كفاءة تحويل الطاقة من & GT ؛ 1 ٪ ، مما يثبت أن CNTs-on-Si هو التكوين المناسب المحتمل لصنع الخلايا الشمسية. لأول مرة ، أظهر Zhongrui لي أن العلاج SOCl2 من SWNT يعزز كفاءة تحويل الطاقة من الخلايا الشمسية غير المتجانسة SWNT / ن – سي بأكثر من 60 ٪. في وقت لاحق على نهج تناول المنشطات الحمضية على نطاق واسع في أعمال CNT / سي التي نشرت في وقت لاحق. يمكن تحقيق كفاءة أعلى حتى إذا تم حفظ سائل الحمض داخل الفراغ في شبكة أنابيب النانو. يعزز التسلل الحمضي لشبكات الأنابيب النانوية بشكل كبير كفاءة الخلية إلى 13.8٪ ، كما أفاد يي جيا ، عن طريق تقليل المقاومة الداخلية التي تعمل على تحسين عامل التعبئة ، وعن طريق تشكيل وحدات الكهروضوئية التي تعزز فصل الشحن ونقله. يمكن تجنب مشاكل الحامض الرطب باستخدام فيلم CNT المحاذاة. في فيلم CNT المحاذاة ، يتم تقصير مسافة النقل ، كما يتم تقليل معدل إخماد exciton. بالإضافة إلى ذلك ، فإن طبقة النانوتيوب المحاذية لها مساحة فراغ أصغر بكثير ، وأفضل اتصال مع الركيزة. لذا ، بالإضافة إلى التشبع القوي للأحماض ، فإن استخدام طبقة من ألياف الكربون النانوية أحادية المحاذاة يمكن أن يؤدي إلى تحسين كفاءة تحويل الطاقة (كفاءة تحويل عالية قياسية لـ & gt؛ 11٪ بواسطة Yeonwoong Jung).

كما قام Zhongrui Li بعمل أول جهاز كهروضوئي n-SWNT / p-Si عن طريق ضبط SWNTs من النوع p إلى النوع n من خلال توصيف polethylene imine.

مركبات الكربون النانوية في الطبقة النافعة ضوئيا
إن الجمع بين الخصائص الفيزيائية والكيميائية للبوليمرات المترافقة مع الموصلية العالية على طول محور الأنبوب من الأنابيب النانوية الكربونية (CNTs) يوفر قدراً كبيراً من الحافز لتشتيت الأنابيب النانوية الكربونية في الطبقة الحساسة للصور من أجل الحصول على أجهزة OPV أكثر كفاءة. يمكن أن يؤدي التغاير الهجين غير المتزامن بين المتبرعين في هذه الأجهزة إلى فصل الشحنة وجمعها بسبب وجود شبكة اتصال ثنائية. على طول هذه الشبكة ، يمكن للإلكترونات والثقوب أن تسير باتجاه جهات الاتصال الخاصة بها من خلال مستقبِل الإلكترون والجهة المانحة لثقب البوليمر. يقترح تحسين كفاءة الطاقة الضوئية بسبب إدخال تقاطعات البوليمر / الأنابيب النانوية الداخلية داخل مصفوفة البوليمر. يمكن أن يؤدي الحقل الكهربائي المرتفع عند هذه الوصلات إلى تقسيم الاكتاتونات ، في حين أن الأنبوب النانوي الكربوني أحادي الجدار (SWCNT) يمكن أن يعمل كمسار للإلكترونات.

ربما يكون تشتت الأنابيب النانوية الكربونية في محلول إلكترون يتبرع بالبوليمر المقترن هو الإستراتيجية الأكثر شيوعًا لتنفيذ مواد CNT في OPVs. تستخدم البولي عادة (3-هيكسيل ثايوفين) (P3HT) أو بولي (3-octylthiophene) (P3OT) لهذا الغرض. ثم يتم تدويم هذه الخلائط على قطب موصل شفاف بسماكات تختلف من 60 إلى 120 نانومتر. عادة ما تكون هذه الأقطاب الموصلة زجاجية مغطاة بأكسيد القصدير الإنديوم (ITO) وطبقة فرعية من 40 نانومتر من poly (3،4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) والبولي (styrenesulfonate) (PSS). يساعد PEDOT و PSS في تسهيل سطح ITO ، مما يقلل من كثافة الثقوب ويخنق التسرب الحالي الذي يحدث على طول مسارات التحويلة. من خلال التبخير الحراري أو طلاء الرذاذ ، يتم تطبيق طبقة من 20 إلى 70 نانومتر سميك من الألومنيوم ، وأحيانًا طبقة وسيطة من فلوريد الليثيوم على المواد المشبعة بالضوء. وقد اكتملت العديد من البحوث البحثية مع كل من الأنابيب النانوية الكربونية متعددة الجدران (MWCNTs) والأنابيب النانوية الكربونية أحادية الجدار (SWCNTs) المدمجة في المواد الضوئية.

وقد لوحظت تحسينات لأكثر من مرحلتين من الحجم في photocurrent من إضافة SWCNTs إلى مصفوفة P3OT. تم التكهن بالتحسينات بسبب فصل الشحن عند وصلات البوليمر – SWCNT ونقل الإلكترونات بشكل أكثر كفاءة من خلال SWCNTs. ومع ذلك ، لوحظ كفاءة تحويل طاقة منخفضة إلى حد ما تبلغ 0.04٪ تحت إضاءة بيضاء بقدرة 100 ميغاواط / سم 2 للجهاز الذي يشير إلى تفكك اكسيتون غير كامل عند تركيزات منخفضة من CNT تبلغ 1.0٪ بالوزن. ولأن أطوال SWCNTs كانت مشابهة لسمك الأفلام الفوتوفولتية ، فقد تبين أن تناول نسبة أعلى من SWCNTs في مصفوفة البوليمر يسبب دارات قصيرة. ولإمداد مواقع تفكك إضافية ، قام باحثون آخرون بخلط ماديًا MWCNT المتكامل في البوليمر P3HT لإنشاء P3HT-MWCNT مع جهاز مزدوج الطبقات C60 fullerene. ومع ذلك ، كانت كفاءة الطاقة منخفضة نسبياً عند 0.01٪ تحت إضاءة بيضاء بقدرة 100 ميجاوات / سم 2. يمكن أن يكون انتشار الإكسيتون الضعيف تجاه واجهة المتلقي-المتقبل في بنية الطبقة الثنائية هو السبب بالإضافة إلى طبقة الفوليرين C60 التي قد تعاني من نقل الإلكترون الضعيف.

وفي الآونة الأخيرة ، تم تصنيع جهاز فلطائي ضوئي من C60-SWCNTs المعدلة و P3HT. كان تشعيع خليط من محلول SWCNT المائي ومحلول C60 في التولوين هو الخطوة الأولى في صنع مركبات البوليمر SWCNT هذه. ثم أضيف البوليمر المقترن P3HT مما أدى إلى كفاءة تحويل الطاقة بنسبة 0.57 ٪ تحت إشعاع شمسي مقلد (95 mW / cm2). تم استنتاج أن تحسين كثافة تيار الدائرة القصيرة كان نتيجة مباشرة لإضافة SWCNTs إلى المركب مما تسبب في نقل الإلكترون بشكل أسرع عبر شبكة SWCNTs. كما استنتج أن تغير الشكل المورفولوجي أدى إلى تحسن عامل التعبئة. بشكل عام ، كانت النتيجة الرئيسية هي تحسين كفاءة تحويل الطاقة مع إضافة SWCNTs ، مقارنة بالخلايا بدون SWCNTs ؛ ومع ذلك ، كان يعتقد أن مزيد من التحسين ممكن.

بالإضافة إلى ذلك ، فقد وجد أن التسخين إلى درجة ما بعد درجة حرارة التحول الزجاجي إما P3HT أو P3OT بعد البناء يمكن أن يكون مفيدا للتلاعب في فصل الطور للمزج. تؤثر هذه التسخين أيضًا على ترتيب السلاسل البوليمرية لأن البوليمرات عبارة عن أنظمة ميكروكريستالينية وتحسن نقل الشحنة ونقل الشحنة وجمع الشحنات عبر جهاز OPV. كما زادت قدرة الحفرة وكفاءة الطاقة لجهاز البوليمر- CNT بشكل كبير نتيجة لهذا الطلب.

وبوصفه نهجا قيما آخر للترسب ، فإن استخدام بروميد رباعي ثلاثي الأمونيوم في رباعي هيدروفوران كان أيضا موضوعا للتحقيق للمساعدة في التعليق من خلال تعريض SWCNTs إلى مجال التحليل الكهربي. في الواقع ، تم تحقيق كفاءات تحويل ضوئي بنسبة 1.5 ٪ و 1.3 ٪ عندما تم ترسيب SWCNTs في تركيبة مع النقاط الكمبودية الكادميوم الخفيفة (CdS) الحصاد والبورفيرين على التوالي.

من بين أفضل التحويلات التي تحققت حتى الآن باستخدام CNTs تم الحصول عليها بإيداع طبقة SWCNT بين ITO و PEDOT: PSS أو بين PEDOT: PSS والمزيج الضوئي في تعديل ITO / PEDOT: PSS / P3HT: (6،6 ) -phenyl-C61-butyric acid methyl ester (PCBM) / Al solar cell. عن طريق غمس طلاء من تعليق ماء ، تم ترسيب SWCNT بعد تعريض السطح في البداية إلى بلازما أرغون لتحقيق كفاءة تحويل الطاقة بنسبة 4.9٪ ، مقارنة بـ 4٪ بدون CNTs.

ومع ذلك ، على الرغم من أن الأنابيب النانوية الكربونية أظهرت إمكانات في الطبقة المشبعة بالضوء ، إلا أنها لم تسفر عن خلية شمسية ذات كفاءة تحويل الطاقة أكبر من أفضل الخلايا العضوية الترادفية (كفاءة 6.5٪). ولكن تبين في معظم الأبحاث السابقة أن السيطرة على مزج موحد للإلكترون الذي يمنح البوليمر المترافق والإلكترونات التي تقبل الـ CNT هي واحدة من أصعب الجوانب وكذلك الحاسمة في إنشاء مجموعة photocurrent فعالة في أساس CNT أجهزة OPV. ولذلك ، فإن استخدام الأنابيب النانوية الكربونية في الطبقة الحساسة ضوئيا للأجهزة OPV لا يزال في المراحل البحثية الأولية ولا يزال هناك مجال لطرق جديدة للاستفادة بشكل أفضل من الخصائص المفيدة لل CNTs.

إن إحدى المسائل المتعلقة باستخدام SWCNTs للطبقة الضوئية المشبعة للأجهزة الكهروضوئية هي النقاوة المختلطة عند تركيبها (حوالي 1/3 فلز و 2/3 شبه موصلة). يمكن أن يتسبب SWCNTs المعدني (m-SWCNTs) في إعادة تجميع exciton بين أزواج الإلكترون والثقوب ، ويشكل الوصل بين SWCNTs المعدني وأشباه الموصلات (s-SWCNTs) حواجز شوتكي التي تقلل من احتمال انتقال الثقب. يتطلب التناقض في البنية الإلكترونية لأنابيب CNT المصنّعة الفرز الإلكتروني للفصل وإزالة m-SWCNTs من أجل تحسين أداء أشباه الموصلات. ويمكن تحقيق ذلك من خلال القطر والفرز الإلكتروني للأنابيب النانوية الكربونية (CNTs) من خلال عملية تنبيذ فائقة النحافة (DGU) ، التي تنطوي على تدرج من المواد الخافضة للتوتر السطحي التي يمكن أن تفصل الأنابيب النانوية الكربونية بواسطة القطر ، الشكل ، والنوع الإلكتروني. تسمح طريقة الفرز هذه بفصل m-SWCNTs والمجموعة الدقيقة من chiralities متعددة من s-SWCNTs ، كل chirality قادرة على استيعاب طول موجي فريد من الضوء. يتم استخدام chiralities متعددة من s-SWCNTs كمواد النقل حفرة جنبا إلى جنب مع عنصر الفوليرين PC71BM لتصنيع heterojunctions للطبقة النشطة PV. تمكّن تقنية SWCNTs المتعددة الحلقات من امتصاص بصري واسع النطاق من الضوء المرئي إلى الأشعة تحت الحمراء القريبة (NIR) ، مما يزيد من تيار الصورة بالنسبة إلى استخدام الأنابيب النانوية الفردية. لزيادة امتصاص الضوء ، تم استخدام بنية الجهاز المقلوب مع طبقة أسلاك نانوية من أكسيد الزنك تخترق الطبقة النشطة لتقليل طول التجميع. تم استخدام أكسيد الموليبدينوم (MoOx) كطبقة نقل حفرة عمل عالية العمل لزيادة الجهد.

حققت الخلايا المصنّعة بهذه الهندسة المعمارية كفاءة قياسية في تحويل الطاقة بنسبة 3.1٪ ، أي أعلى من أي مواد خلايا شمسية أخرى تستخدم الأنابيب النانوية الكربونية في الطبقة النشطة. ويتميز هذا التصميم أيضًا باستقرار استثنائي ، حيث تبقى PCE عند 90٪ خلال فترة 30 يومًا. يوفر الاستقرار الكيميائي الاستثنائي للمواد النانوية الكربونية ثباتًا بيئيًا ممتازًا بالمقارنة مع معظم الخلايا الكهروضوئية العضوية التي يجب تغليفها للحد من التدهور.

نسبة إلى أفضل من الخلايا الشمسية المتغايرة البوليمر – الفوليرين التي لديها PCEs حوالي 10 ٪ ، والأنابيب النانوية المتعددة الخلايا والخلايا الشمسية الفوليرين لا تزال بعيدة المنال. ومع ذلك ، تدفع هذه النتائج إلى حدود قابلة للتحقيق لتقنية CNT في الخلايا الشمسية. إن القدرة على استيعاب الأنابيب النانوية المتعددة الحلقات في نظام الجرد غير المتزامن (NIR) هي تقنية يمكن استخدامها لتحسين كفاءة مستقبل الخلايا الشمسية متعددة الوصلات جنباً إلى جنب مع زيادة عمر الخلايا الشمسية غير البلورية ومستقبلها.

الأنابيب النانوية الكربونية كقطب شفاف
ITO هي المادة الأكثر شيوعًا المستخدمة حاليًا لأقطاب شفافة في أجهزة OPV ؛ ومع ذلك ، فإنه يحتوي على عدد من أوجه القصور. لواحد ، إنه غير متوافق مع الركائز البوليمرية بسبب ارتفاع درجة حرارة الترسب حوالي 600 درجة مئوية. لدى ITO التقليدي أيضًا خصائص ميكانيكية غير مواتية مثل كونها هشة نسبيًا. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الجمع بين ترسب الطبقة المكلفة في الفراغ وإمدادات محدودة من الإنديوم في إلكترودات شفافة عالية الجودة من ITO تكون مكلفة للغاية. ولذلك ، فإن تطوير وتسويق بديل لـ ITO هو محور تركيز كبير في أبحاث وتطوير الـ OPV.

أصبحت الطلاءات CNT الموصلة مؤخرًا بديلاً مستقبليًا يعتمد على مجموعة واسعة من الطرق بما في ذلك الرش ، وطلاء السبين ، والصب ، والطبقة تلو الأخرى ، وترسب Langmuir – Blodgett. إن النقل من غشاء المرشح إلى الدعم الشفاف باستخدام مذيب أو على شكل غشاء لاصق هو طريقة أخرى للحصول على أفلام CNT مرنة وشفافة ضوئيا. وقد أظهرت جهود بحثية أخرى أن الأفلام المصنوعة من CNT التفريغ القوس يمكن أن يؤدي إلى ارتفاع الموصلية والشفافية. علاوة على ذلك ، فإن وظيفة العمل لشبكات SWCNT هي في نطاق 4.8 إلى 4.9 eV (بالمقارنة مع ITO التي لديها وظيفة عمل أقل من 4.7 eV) مما يؤدي إلى توقع أن تكون وظيفة SWCNT عالية بما يكفي لضمان كفاءة جمع الثقوب. فائدة أخرى هي أن أفلام SWCNT تبدي شفافية بصرية عالية في نطاق طيفي واسع من نطاق الأشعة فوق البنفسجية المرئية إلى المدى القريب من الأشعة تحت الحمراء. تحتفظ مواد قليلة فقط بشفافية معقولة في طيف الأشعة تحت الحمراء مع الحفاظ على الشفافية في الجزء المرئي من الطيف وكذلك التوصيل الكهربائي العام المقبول. تتميز أفلام SWCNT بالمرونة العالية ، ولا تتسلل ، ولا تتكسر بعد الانحناء ، ولها نظريات حرارية عالية لتحمل تبدد الحرارة ، ولها مقاومة عالية للإشعاع. ومع ذلك ، فإن مقاومة الصفيحة الكهربائية لـ ITO هي مقدار شدة أقل من مقاومة الألواح المقاسة لأفلام SWCNT. ومع ذلك ، فإن الدراسات البحثية الأولية تثبت أن الأفلام الرقيقة من SWCNT يمكن استخدامها كأقطاب كهربائية موصلة وشفافة لتجميع الفتحات في أجهزة OPV ذات كفاءة تتراوح بين 1٪ و 2.5٪ تؤكد أنها قابلة للمقارنة مع الأجهزة المصنعة باستخدام ITO. وبالتالي ، توجد إمكانيات لتطوير هذا البحث لتطوير أقطاب كهربائية شفافة تعتمد على CNT والتي تتجاوز أداء مواد ITO التقليدية.

CNTs في الخلايا الشمسية الحساسة للصبغة
بسبب عملية التصنيع البسيطة ، وانخفاض تكاليف الإنتاج ، والكفاءة العالية ، هناك اهتمام كبير بالخلايا الشمسية الحساسة للصبغة (DSSCs). وبالتالي ، فإن تحسين كفاءة DSSC كان موضوعًا لمجموعة متنوعة من التحقيقات البحثية لأنه من المحتمل أن يتم تصنيعها اقتصاديًا بما فيه الكفاية للتنافس مع تقنيات الخلايا الشمسية الأخرى. تم استخدام الجسيمات النانوية لثاني أكسيد التيتانيوم على نطاق واسع كقطب كهربائي يعمل لـ DSSCs لأنها توفر كفاءة عالية ، أكثر من أي شبه موصل لأكسيد فلزي آخر تم فحصه. ومع ذلك ، فإن أعلى كفاءة تحويل في ظل الكتل الهوائية (AM) 1.5 (100 mW / cm2) التي تم الإبلاغ عنها لهذا الجهاز حتى الآن تبلغ حوالي 11٪. على الرغم من هذا النجاح المبدئي ، لم تسفر الجهود المبذولة لزيادة تعزيز الكفاءة عن أي نتائج كبيرة. كان نقل الإلكترونات عبر شبكة الجسيمات مشكلة رئيسية في تحقيق كفاءة أعلى للتصوير الضوئي في الأقطاب الكهربائية ذات البنية النانوية. نظرًا لأن الإلكترونات تواجه العديد من حدود الحبوب أثناء العبور وتجربة مسار عشوائي ، تزداد احتمالية إعادة اتحادها مع المحسس المؤكسد. ولذلك ، فإنه ليس من المناسب تكبير مساحة سطح القطب الكهربائي لزيادة الكفاءة لأن إعادة تجميع الشحنة الناتجة عن الصور يجب منعها. إن تعزيز نقل الإلكترون عبر الأقطاب الكهربائية للأغشية وواجهات واجهة المنع الواقعة تحت حافة نطاق التوصيل هي بعض الاستراتيجيات التي لا تعتمد على CNT لتعزيز الكفاءة التي تم استخدامها.

مع التقدم الأخير في تطوير CNT وتصنيعها ، هناك وعد باستخدام مختلف الأنابيب النانوية القائمة على CNT والبنى النانوية لتوجيه تدفق الالكترونات المزروعة والمساعد في حقن الشحنة والاستخراج. لمساعدة نقل الإلكترون إلى سطح إلكترود الجمع في DSSC ، فإن المفهوم الشائع هو استخدام شبكات CNT كدعم لترسيخ جسيمات أشباه الموصلات لحصاد الضوء. وتشمل الجهود البحثية على هذه الخطوط تنظيم النقاط الكمومية لـ CdS على SWCNTs. تم توثيق حقن الشحن من CdS المثير في SWCNTs عند إثارة جسيمات CdS النانوية. يمكن لأصناف أخرى من جزيئات أشباه الموصلات ، بما في ذلك CdSe و CdTe ، إحداث عمليات نقل الشحنة تحت إشعاع الضوء المرئي عند إرفاقها بـ CNTs. بما في ذلك البورفيرين و C60 fullerene ، فإن تنظيم بوليمر المانح المموِّل و الفوليرين المتقبل على سطوح الإلكترود قد أظهر أيضًا تحسنًا كبيرًا في كفاءة تحويل الخلايا الشمسية الضوئية. ولذلك ، هناك فرصة لتسهيل نقل الإلكترونات وزيادة كفاءة تحوير ضوئي من DSSCs باستخدام القدرة على قبول الإلكترون من SWCNTs شبه الموصلة.

قام باحثون آخرون بتصنيع DSSCs باستخدام طريقة sol-gel للحصول على MWCNTs المغلفة لثاني أكسيد التيتانيوم للاستخدام كقطب كهربائي. لأن MWCNTs البكر لديها سطح مسعور واستقرار الفقراء التشتت ، كان من الضروري المعالجة لهذا التطبيق. طريقة معالجة منخفضة نسبيا لإزالة الشوائب ، تم استخدام العلاج H2O2 لتوليد مجموعات حمض الكربوكسيلية عن طريق أكسدة MWCNTs. كان هناك جانب إيجابي آخر هو حقيقة أن غازات التفاعل بما في ذلك CO2 و H2O كانت غير سامة ويمكن إطلاقها بأمان خلال عملية الأكسدة. نتيجة للعلاج ، H2O2 تعرض MWCNTs لها سطح ماء و مجموعات الحمض الكربوكسيلي على السطح لديها الرابطة التساهمية القطبية. أيضا ، فإن السطح المشحونة سلبا من MWCNTs تحسين استقرار التشتت. وبحلول ذلك الوقت ، أحاطت MWCNTs بالكامل بجزيئات ثاني أكسيد التيتانيوم باستخدام طريقة sol-gel ، وتم تحقيق زيادة في كفاءة التحويل بنسبة 50٪ تقريبًا مقارنة بخلية ثاني أكسيد التيتانيوم التقليدية. تم التوصل إلى الترابط المعزز بين جسيمات ثاني أكسيد التيتانيوم و MWCNTs في فيلم ثاني أكسيد التيتانيوم المسامي ، ليكون السبب في التحسن في كثافة تيار الدائرة القصيرة. هنا مرة أخرى ، كان يعتقد أن إضافة MWCNTs لتوفير نقل أكثر كفاءة الإلكترون من خلال فيلم في DSSC.

حققت الخلايا المصنّعة بهذه الهندسة المعمارية كفاءة قياسية في تحويل الطاقة بنسبة 3.1٪ ، أي أعلى من أي مواد خلايا شمسية أخرى تستخدم الأنابيب النانوية الكربونية في الطبقة النشطة. ويتميز هذا التصميم أيضًا باستقرار استثنائي ، مع بقاء PCE عند 90٪ خلال فترة 30 يومًا. يوفر الاستقرار الكيميائي الاستثنائي للمواد النانوية الكربونية ثباتًا بيئيًا ممتازًا بالمقارنة مع معظم الخلايا الكهروضوئية العضوية التي يجب تغليفها للحد من التدهور.

HiSoUR والفن تاريخ معلومات السفر

جولة افتراضية، معرض العمل الفني، تاريخ الاكتشاف، الثقافة العالمية على الانترنت.

الأنابيب النانوية الكربونية في الخلايا الكهروضوئية