Contribuții la îmbunătățirea celulelor solare sensibilizate cu colorant

Abstract

În contextul creşterii cererii de energie electrică sustenabilă şi accesibilă, cercetătorii au căutat soluţii inovatoare pentru a maximiza performanţele şi a reduce costurile tehnologiilor fotovoltaice. În acest scop, celule solare sensibilizate cu colorant (DSSC – Dye-sensitized solar-cell), una din cea de-a treia generaţie de celule fotovoltaice, se remarcă printr-un proces de fabricaţie simplu, la un cost scăzut, flexibilitate în scalare, utilizare redusă a materialului şi sensibilitate la lumină scăzută, dar în principal prin variaţia de culoare şi transparenţă a acesteia, toate acestea fiind caracteristici esenţiale care ar putea face din aceste celule candidatul ideal pentru aplicaţii fotovoltaice. Cercetătorii lucrează pentru a îmbunătăţi eficienţa acestor celule prin optimizarea structurilor şi a compoziţiei, precum şi prin dezvoltarea de materiale noi şi procese de producţie eficiente. În plus, se caută soluţii pentru îmbunătăţirea stabilităţii celulelor în faţa factorilor de mediu şi a degradării pe termen lung. Scopul acestei teze este de a aduce contribuţii la îmbunătăţirea celulelor de tip-DSSC prin realizarea de materiale semiconductoare, atât de tip-p (Cu2O), cât şi de tip-n (TiO2), prin procedee eficiente energetic şi din punct de vedere al costului, şi integrarea acestora în fotoelectrozi în vederea optimizării acestora, precum şi prin investigarea comportamentului şi stabilităţii celulelor în diferite condiţii de iluminare şi temperatură. Efectul apei în electrolit asupra caracteristicilor de performanţă a celulelor DSSC de tip-n a fost de asemenea studiat. În cadrul acestei teze, s-au efectuat analize fizico-chimice detaliate atât asupra materialelor sintetizate în acest scop, cât şi asupra celulelor solare de tip DSSC construite, cu accent pe identificarea mecanismelor energetice interioare.