Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Dye-sensitized solar cell with spray coated TiO2 electrode

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดสีย้อมไวแสงที่มีไทเทเนียอิเล็กโตรดแบบพ่นเคลือบ

Year (A.D.)

2009

Document Type

Thesis

First Advisor

Akawat Sirisuk

Faculty/College

Faculty of Engineering (คณะวิศวกรรมศาสตร์)

Degree Name

Master of Engineering

Degree Level

Master's Degree

Degree Discipline

Chemical Engineering

DOI

10.58837/CHULA.THE.2009.1683

Abstract

Dye-sensitized solar cells (DSSC) with spray-coated TiO2 electrode were studied. TiO2 was prepared by a sol-gel method and was sprayed onto a conducting glass using an ultrasonic spray coater. Other components of the DSSC included N3 dye as a sensitizer, iodide/triiodide redox couple as an electrolyte, and a sputtered platinum film on conducting glass as a counter electrode. The effects of sintering temperature and thickness on the efficiency of the dye-sensitized solar cell were investigated. The highest efficiency of single-layered TiO2 electrode was obtained when sintering temperature was 400℃ and the thickness of TiO2 film was approximately 11.1 μm. Raising the sintering temperature increased the short-circuit current density due to increases in crystallinity and interparticle connections, in spite of the fact that the amount of dye adsorbed on the electrode sintered at 400℃ was less than that on the electrode sintered at 300℃. When a double-layered TiO2 electrode was employed, the efficiency of the solar cell was higher, compared to a single-layered TiO2 electrode with similar specific surface area. Double-layered TiO2 electrode was fabricated to increase the light scattering. The highest efficiency of the solar cell with a double-layered TiO2 electrode was obtained when the first layer of the electrode was sintered at 400℃ for two hours and the second layer was sintered at 350℃ for 15 minutes with a thickness of ca. 11.1 μm.

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

ศึกษาเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดสีย้อมไวแสงที่มีไทเทเนียอิเล็กโตรดแบบพ่นเคลือบ โดยเตรียมไทเทเนียด้วยวิธีโซลเจลแล้วนำมาเคลือบลงบนกระจกด้วยเครื่องพ่นอัลตร้าโซนิค ส่วนประกอบอื่นๆ ของเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดสีย้อมไวแสงคือ สีย้อมไวแสงชนิด N3 สารละลายอิเล็กโตรไลต์มีส่วนประกอบของคู่ปฏิกิริยารีดอกซ์ของไอโอไดด์/ไตรไอโอไดด์ ฟิล์มแพลตินัมบนกระจกนำไฟฟ้าเป็นเคาน์เตอร์อิเล็กโตรด งานวิจัยนี้ศึกษาผลของอุณหภูมิในการเผาและความหนาของชั้นฟิล์มของทั้งแบบไทเทเนียฟิล์ม ที่มีผลต่อประสิทธิภาพของเซลล์แสงอาทิตย์ จากการทดลองของไทเทเนียฟิล์มแบบชั้นเดียวพบว่า จะให้ประสิทธิภาพสูงสุดที่อุณหภูมิการเผา 400℃ วัดความหนาได้ประมาณ 11.1 ไมโครเมตร มาจากอุณหภูมิในการเผาที่สูงขึ้นจะช่วยทำให้ความหนาแน่นกระแสไฟฟ้าลัดวงจรเพิ่มขึ้น ซึ่งเป็นผลมาจากการเพิ่มขึ้นของความเป็นผลึก แม้ว่าปริมาณการดูดซับโมเลกุลสีย้อมที่อุณหภูมิ 400℃ จะต่ำกว่าที่อุณหภูมิ 300℃ เมื่อนำไทเทเนียแบบสองชั้นมาเป็นอิเล็กโตรดประสิทธิภาพเซลล์จะสูงกว่า เมื่อเทียบกับไทเทเนียอิเล็กโตรดแบบชั้นเดียวที่มีพื้นที่ผิวใกล้เคียงกัน ไทเทเนียอิเล็กโตรดแบบสองชั้นจะช่วยทำให้การกระเจิงของแสงดีขึ้น ประสิทธิภาพเซลล์แสงอาทิตย์ที่มีไทเทเนียอิเล็กโตรดแบบสองชั้นมีค่าสูงสุด เมื่อชั้นแรกเผาด้วยอุณหภูมิ 400℃ เป็นเวลา 2 ชั่วโมงและชั้นที่สองเผาด้วยอุณหภูมิ 350℃เป็นเวลา 15 นาที ที่ความหนา 11.1 ไมโครเมตร

Link to Full Text

Share

COinS