Κατασκευή ηλεκτροδίων με ανάπτυξη υμενιων νανοσωλήνων άνθρακα σε αγώγιμο υπόστρωμα-χρήση σε φωτοβιλταϊκά κελιά

Abstract

Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται την κατασκευή ηλεκτροδίων με ανάπτυξη υμενίων νανοσωλήνων άνθρακα σε αγώγιμο υπόστρωμα καθώς επίσης και τη χρήση τους σε φωτοβολταϊκά κελιά φωτοευαίσθητης βαφής (DSSCs). Για το σκοπό αυτό, πραγματοποιήθηκε σύνθεση νανοσωλήνων άνθρακα με τη διαδικασία καταλυτικής πυρόλυσης οργανομεταλλικής ένωσης, συγκεκριμένα φερροκενίου σε τολουόλιο. Διεξήχθησαν μία σειρά πυρολύσεων, μεταβάλλοντας τη συγκέντρωση του φερροκενίου και την θερμοκρασία πυρόλυσης, με σκοπό την βελτιστοποίηση των συνθηκών παραγωγής και την απομόνωση τελικού προϊόντος καλύτερης ποιότητας. Τα υλικά που παρασκευάστηκαν χρησιμοποιήθηκαν επιτυχώς για την κατασκευή ηλεκτροδίων, ως αντιηλεκτρόδια σε DSSCs και μελετήθηκε η απόδοση της λειτουργίας τους. Πιο συγκεκριμένα, μετρήθηκαν οι τάσεις ανοιχτού κυκλώματος, ελήφθησαν τα αντίστοιχα διαγράμματα τάσης-έντασης (καμπύλες V-I), και παρατίθενται και τα αντίστοιχα διαγράμματα τάσης σε σχέση με την περιεκτικότητα σε CNTs. Η μελέτη αυτή έδειξε ότι ορισμένα από τα DSSCs εμφάνισαν αποδόσεις αντίστοιχες ή και υψηλότερες από αυτές της πλατίνας.

This thesis deals with the manufacture of electrodes by growing carbon nanotube films on conductive substrates as well as their use in dye sensitized solar cells (DSSCs). To this end, carbon nanotubes were produced by catalytic pyrolysis of organometallic compounds, namely ferrocene in toluene. A series of pyrolysis experiments was conducted by varying the concentration of ferrocene and the temperature of pyrolysis, in order to optimize the production conditions and achieve better quality in the final product. The produced materials were used successfully for the manufacture of electrodes. The efficiency of their operation as counter electrodes in DSSCs was studied. More specifically, open circuit voltage, and voltage-current diagrams (curve VI) were measured. The corresponding voltage diagrams were obtained as function of CNT content . This study showed that some of the DSSCs showed conversion yields similar or higher than those of platinum.