تهمینه جلالی

سلول های خورشیدی حساس شده با رنگدانه (DSSC) به دلیل ساختار ساده و هزینه ی پایین، گزینه ای امیدبخش در تولید انرژی های تجدیدپذیر به شمار می روند. با این حال، استفاده مرسوم از الکترولیت های مایع، چالش هایی نظیر نشتی، تبخیر و پایداری حرارتی پایین را به همراه دارد که به طور قابل توجهی عمر مفید این سلول ها را کاهش می دهد. این پژوهش با هدف افزایش پایداری و طول عمر این نسل از سلول ها، به توسعه یک الکترولیت پلیمری ژلی (GPE) بر پایه ی آگار استخراج شده از جلبک قرمز (گراسیلاریا) خلیج فارس می پردازد. در این مطالعه، ابتدا آگار به دو روش حرارتی استخراج شد که در آن، روش پلکانی با بازدهی 52/64%، عملکرد بهتری نسبت به روش یکجا (29/41%) نشان داد. سپس، تأثیر حلال بر هدایت یونی الکترولیت های حاوی پتاسیم یدید و یدید بررسی شد؛ به طوری که نمونه حاوی آب با هدایت یونی mS/cm 23/11، بیش از دویست برابر بهبود در مقایسه با نمونه گلیسرولی (µS/cm 5/45) از خود نشان داد و به عنوان حلال برتر انتخاب گردید. در ادامه، دو روش افزودن اجزای پتاسیم یدید و یدید (به صورت جامد یا محلول) به ژل آگار بررسی شد که نتایج ساخت 11 سلول خورشیدی حاکی از افزایش بازدهی و پایداری عملکردی با روش افزودن جامد بود. علاوه بر این، سه ساختار فوتوآند (تجاری با یا بدون خمیر اسکتر، و نمونه سنتزشده در آزمایشگاه) مورد آزمون قرار گرفتند. در نهایت، سلول شماره 7، که از فوتوآند سنتزشده ی آزمایشگاهی به صورت تک لایه ای از تیتانیوم دی اکسید بهره می برد، با بازدهی 135/0% و طول عمر قابل توجه 18 روز، به عنوان نمونه بهینه از نظر عملکرد و دوام انتخاب شد. این نتایج نشان دهنده پتانسیل بالای آگار به عنوان جایگزینی پایدار برای الکترولیت های مایع در سلول های خورشیدی حساس شده با رنگدانه است و گامی مؤثر در جهت توسعه سلول های خورشیدی با عمر طولانی تر و کارایی بالاتر است.