Name: Boya duyarlı güneş pilleri için Titanyum Dioksit Dijital Baskı (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-05-04T14:10:00.000+00:00
Duration: 8 min 19 s
Description: Keşfedin, boya duyarlı güneş pilleri için titanyum dioksit nanopartikül mürekkep formülasyonu ve mürekkep püskürtmeli baskı yöntemini. Bu teknik, yenilenebilir enerji alanında baskılı elektronik cihaz üretimi için uygulanabilir bir temel sunar.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Bu araştırma minnetle bir doktora eğitim hibe yoluyla finanse Mühendislik ve Fizik Bilimleri Araştırma Konseyi (EPSRC) desteği ile yürütülmektedir. Açık erişim makale işleme ücretleri (APC) Araştırma Konseyleri UK (RCUK) tarafından finanse edildi. Tüm veriler çalışmanın sonuçları bölümde tam olarak verilmektedir. Temsilcisi sonuçları önceden yazarlar 42 tarafından yayınlanmıştır. Biz hücrelerinin elektriksel performansını karakterize yaptığı yardım için Exeter Üniversitesi&#39;nden Dr. Senthilarasu Sundaram teşekkür etmek istiyorum.

1. Mürekkep Formülasyon Not: Mürekkep formülasyonları genellikle üreticiler tarafından oldukça korunan gizli tutulur. Başarılı formülasyonlar denge jeti, fonksiyonel performans yanında oluşumu, ıslatma ve kurutma davranışı bırakın. Genellikle fonksiyonel malzeme bir çözücü içinde dağıtılır ve en az bir başka bileşen bunları jettable yapmak. Bu bölümde mürekkep püskürtmeli baskı içinde kullanılmak üzere bir TiO2 mürekkep gelişimini göstermektedir. mürekkep bir küçük ölçekli, aşağıdaki yöntem ile hazırlanmıştır. Dikkat: Mürekkep preparat, göz koruyucu gözlük ve Lateks eldiven ederken, bir davlumbaz altında, uygun bir havalandırmalı bir alanda, örneğin yapılmalıdır. <ol><li> yaklaşık 4 olan bir pH elde etmek hidroklorik asit (HCI) içindeki bir 0.1 mM sulu çözelti hazırlayın. </li><li> (Örneğin, dimetilformamid (DMF) gibi), su daha yüksek bir kaynama noktasına ve en düşük yüzey gerilimine sahip uygun bir çözücü içinde 8 g asit çözeltisi 32 g ekleyin. bir ko-Solv ilavesibir kurutma maddesi olarak ent görür damlacık 21 yüzeyi üzerine nanopartiküllerinin tek tip bir yerleşime gelen mürekkep buharlaşır mürekkep damlacığı içindeki sirkülasyon akışı başlatmak için. </li><li> katkı maddesi (propilen glikol ve su içinde tetrametil-5-desin-4,7-diol,% 45 aktif çözelti) dağıtıcı 1.5 g ekleyin. </li><li> memelerde kurumasını önlemek için bir nemlendirici olarak, etilen glikol, 10 g ekleyin. </li><li> gelişmekte olan hava kabarcıklarını önlemek için mürekkep köpük giderici ajan (methoxypolyethyleneglycol içinde asetilenik diol 20% aktif çözelti) 0.5 g ekleyin. </li><li> kapalı bir kap içine mürekkep bir kısım alarak basit bir sarsıntı testi yapın ve 60 saniye boyunca elle çalkalanır. köpüğü görülmektedir sonra mürekkep köpük alma maddesi bir başka 0.5 g ekleyin. </li><li> Oda sıcaklığında homojenliği sağlamak için manyetik bir karıştırma çubuğu kullanılarak 8 saat çözüm karıştırın. </li><li> Titanyum dioksit 1.5 g ekleme (TiO2) birincil 21 nm parçacık boyutu ve yüzey alanı Nanopartiküllerin35-65 m2 / g. </li><li> 60 Hz&#39;lik bir frekansta, 15 dakika boyunca ultrasonik prob kullanılarak karışımın sonikasyon. </li><li> bu meme açıklıklarından kolay akacak sağlamak için, üreticinin protokolüne göre olan dinamik ışık saçılımı (DLS) gibi uygun bir ölçüm tekniği kullanılarak, tanecik boyutları ölçün. Aynı koşullar altında, ölçüm (örn., Aynı çözücü, pH, dağıtıcı madde konsantrasyonu) mürekkep içinde topakların oluşumunu etkileyen her parça mürekkep için kullanılacak sağlayın. Başarılı jeti için, sıvı içinde parçacıkların meme açıklığı 100 kat daha küçük olmalıdır. </li><li> mürekkep püskürtmeli baskı 2 ila 20 centipoise (cP) düşük viskoziteli mürekkep gerektirir baskı kafası güvenilir jeti sağlamak için, üreticinin protokolüne uygun olarak bu tür bir döner viskometre gibi uygun bir ölçüm tekniği kullanılarak, mürekkebin viskozitesi ölçülür. Additi ile viskoziteyi arttırmakpolimerik malzemeler veya selüloz bazlı malzeme ile; Ancak bu baskılı film 22 içinde boya siteleri boşaltmak için birikimi sonra kaldırılması gerekir. </li><li> güvenilir jeti sağlamak için, üreticinin protokolüne göre, bir tansiyometre gibi uygun bir ölçüm tekniği kullanılarak, mürekkep yüzey gerilimi ölçülür. mürekkep püskürtmeli yazıcılar için jettable sıvı formülasyon yönergeleri güvenilir yazdırmayı etkinleştirmek için 28 ve 33 mN / m arasında bir yüzey gerilimini göstermektedir. </li></ol> 2. Mürekkep Püskürtmeli Baskı <ol><li> baskı öncesinde (bir sulu baz içinde, anyonik ve iyonik olmayan yüzey aktif maddelerin bir karışımının maddeleri, alkaliler, fosfat-olmayan deterjan etkinliğini arttırıcı maddeleri ve kompleks dengeleyici maddeler) ve deterjanın bir temizleme ağırlıkça% 2 çözeltisi içinde, cam substratlar emmek deiyonize su. kirlenme ve deterjan temizlik izlerini silmek için temizleme çözeltisinden çıkarılır en kısa sürede, deiyonize su ile iyice cam durulayın. </li&gt; <li> Bu üreticinin protokolüne göre bir tansiyometre gibi uygun bir ölçüm tekniği kullanılarak substrata yüzey enerjisini, ölçün. / M 15 mN - iyi bir yapışma için, alt-tabakanın yüzey enerjisi 10 daha sıvının yüzey gerilimini aşmamalıdır. Bu uygun değilse, bu korona muamelesi 23, plazma işlemi 24 ve kimyasal aşındırma 25 gibi yöntemler kullanılarak alt-tabakanın yüzey enerjisini değiştirir. </li><li> üreticinin protokolüne göre yazıcının içine substrat yükleyin. </li><li> rezervuar ve memeleri içinde herhangi bir hava veya temizleme solüsyonu yerinden başın yan tarafında bulunan bağlantı noktası üzerinden mürekkep ile baskı kafasını yıkayın. </li><li> yazıcının içine yazıcı kafası takın. Baş kişilik yönetim kurulu ile yazıcı kafasını takın. </li><li> Sadece memeleri yapışmasına neden olabilir büyük parçacık agrega kaldırmak için kartuş içine yüklemeden önce doğru boyutta filtre ile mürekkebi Filtre.Yazıcı kafası, bu çalışmada kullanılan 40 um bir çapı olan ağzı vardır (örneğin Konica KM512.); Bu nedenle, mürekkep çapı 400 nm&#39;den parçacıklar içermemesi gerekir. herhangi bir büyük partikülleri ortadan kaldırmak için bir 1.2 um poliviniliden florit (PVDF), filtre ve ardından, 5 um, üzerinden süspansiyonlar geçirin. </li><li> baskı kafasına mürekkep malzemeleri baskı kafası üzerinde bulunan 150 ml şırınga, içine mürekkep yükleyin. şırınganın üstünde hava geçirmez kapağı takın ve vakum pompası açın. </li><li> vakum pompası üzerinde bulunan &#39;tasfiye&#39; düğmesine basarak memeler boyunca mürekkebi temizleyin. </li><li> coğrafi bilgi sistemi (CBS) baskı sunucusu aracılığıyla, set-up dalga ve baskı parametrelerini. ancak bu mürekkep için saniyede 0.3 metre baskı hızı optimum kaplama sağlamak bulunmuştur yazıcı, saniyede 1.5 metre hıza kadar yazdırabilirsiniz unutmayın </li><li> Açık CBS kullanıcı arayüzü yazılımı ve istenilen desen yükleyin. </li><li> Prüreticinin protokolüne uygun olarak yüklenen kartuş int. </li><li> levhanın alt tabakanın çıkarın ve 30 dakika daha ya da sıcak bir levha ya da bir fırın içinde 250 ° C, ardından 30 dakika boyunca 150 ° C&#39;de baskılı film, ısı. </li></ol> Baskılı Filmleri 3. Analiz <ol><li> basılı filmlerin gözenekliliğini analiz yüzey morfolojisi analiz düşük büyütme (100X) basılan filmlerin yüzeyinde ve yüksek büyütme (35,000X) bakmak için bir optik mikroskop ya da taramalı elektron mikroskobu (SEM) kullanın. görüntüler hiçbir çatlak ve iyi gözenekli homojen bir kapsama gösterdiğini kontrol edin. SEM işleyişi hakkında ayrıntılı bilgi aşağıdaki referanslarda 26,27 bulunabilir. </li><li> Bu üreticinin protokolüne göre bir yüzey Profiler gibi uygun bir ölçüm tekniği kullanılarak, basılı tabaka kalınlığı ölçülür. TiO2 tabakası zekâ kalınlığı ve gözenekliliğihin DSSCs dolayısıyla hücre 18 genel elektrik dönüşüm verimliliği etkileyen nanopartiküllerinin yüzeyi üzerine absorbe edilebilir boya miktarını etkilemektedir. Nedenle, ortaya koymak için de önemli bir parametredir. basılı filmlerin kalınlığını ölçmek için bir yüzey profiler (1 nm hassasiyet) kullanın. </li><li> Böyle çok görünür ışık baskılı film boyunca iletir nasıl belirlemek için bir ultraviyole-görünür (UV-VIS) spektrofotometre gibi uygun bir ölçüm tekniği kullanılarak, filmin geçirgenliği ölçün. Üreticinin protokolü kullanın. </li></ol> 4. Hücre yapma <ol><li> 8 saat için bir manyetik karıştırıcı kullanılarak, bir cam beher içinde, 20 ml etanol ve rutenyum boya 2 mg karıştırılarak bir boya çözeltisini yapın. </li><li> Boya TiO2 parçacıkların yüzeyi üzerine absorbe sağlamak için 24 saat boyunca oda sıcaklığında çözeltisi (20-25 ° C) TiO2 kaplanmış cam daldırın. </li><li> TiO 2 Kaldır </kağıt mendil üzerine çözüm ve yerden alt&gt; kaplamalı cam (kirlenmeyi önlemek için yukarı bakacak TiO2) ile herhangi bir aşırı boya çözümü kadar emmek için. </li><li> TiO2 kaplama etrafında, iletken cam üstünde önceden kesilmiş 60 mikron kalınlığında termoplastik sızdırmazlık ayırıcı yerleştirin. </li><li> anot ve katot aktif tarafları birbirine bakacak şekilde önceden kesilmiş 60 mikron kalınlığında termoplastik sızdırmazlık ara parçasının üstünde platin kaplı sayaç elektrot yerleştirin. bir elektriksel kontak, iletken cam ile yapılabilir, böylece iki cam arasında yeterli üst üste izin verin. Bu, elektrolit, daha sonra dolgu sağlamak için merkezi bir önceden delinmiş delik olmalıdır. </li><li> Sızdırmazlık ara parçasının alanı üzerinde cımbız kullanarak 110 ° C&#39;lik bir sıcaklıkta bir sıcak plaka üzerinde ısı ve geçerli ışık basıncı. 30 saniye sonra elektrotlar birlikte kapatılmalıdır. </li><li> Bir iyodür / tri-iyodür elektro iki elektrot arasındaki boşluğu doldurmakBir şırınga kullanılarak platin kaplı cam önceden delinmiş bir delikten enjekte edilerek 50 mM bir konsantrasyonda, asetonitril lit. </li></ol>

<ol><li>Docampo, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lessons+Learned%3A+From+Dye-Sensitized+Solar+Cells+to+All-Solid-State+Hybrid+Devices%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">Lessons Learned: From Dye-Sensitized Solar Cells to All-Solid-State Hybrid Devices.</a> Adv. Mater. 26, 4013-4030 (2014).</li>
<li>Hudd, A. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aHudd%2C+A+%22The+Chemistry+of+Inkjet+Inks%22">The Chemistry of Inkjet Inks</a>. Magdassi, S. , 3-18 (2009).</li>
<li>Krebs, F. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fabrication+and+processing+of+polymer+solar+cells%3A+A+review+of+printing+and+coating%5BTitle%5D)+AND+%22Sol.+Energ.+Mat.+Sol.+Cells%22%5BJournal%5D)">Fabrication and processing of polymer solar cells: A review of printing and coating.</a> Sol. Energ. Mat. Sol. Cells. 93, 394-412 (2009).</li>
<li>Reddy, P. J. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aReddy%2C+PJ+%22Solar+Power+Generation%3A+Technology%2C+New+Concepts+%26+Policy%22">Solar Power Generation: Technology, New Concepts & Policy</a>. , Taylor & Francis. (2012).</li>
<li>Gemeiner, P., Mikula, M. Acta. Chem. Slov. 6, 29(2013).</li>
<li>Xue, Z., Jiang, C., Wang, L., Liu, W., Liu, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fabrication+of+Flexible+Plastic+Solid-State+Dye-Sensitized+Solar+Cells+Using+Low+Temperature+Techniques%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+Chem.+C%22%5BJournal%5D)">Fabrication of Flexible Plastic Solid-State Dye-Sensitized Solar Cells Using Low Temperature Techniques.</a> J. Phys. Chem. C. 118, 16352-16357 (2014).</li>
<li>Oh, Y., Yoon, H. G., Lee, S. -N., Kim, H. -K., Kim, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Inkjet-Printing+of+TiO2+Co-Solvent+Ink%3A+From+Uniform+Ink-Droplet+to+TiO2+Photoelectrode+for+Dye-Sensitized+Solar+Cells%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Electrochem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Inkjet-Printing of TiO2 Co-Solvent Ink: From Uniform Ink-Droplet to TiO2 Photoelectrode for Dye-Sensitized Solar Cells.</a> J. Electrochem. Soc. 159, 34-38 (2011).</li>
<li>Lin, L. -Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Low-temperature+flexible+Ti%2FTiO2+photoanode+for+dye-sensitized+solar+cells+with+binder-free+TiO2+paste%5BTitle%5D)+AND+%22Prog.+Photovolt.+Res.+Appl%22%5BJournal%5D)">Low-temperature flexible Ti/TiO2 photoanode for dye-sensitized solar cells with binder-free TiO2 paste.</a> Prog. Photovolt. Res. Appl. 20, 181-190 (2012).</li>
<li>Gong, J., Liang, J., Sumathy, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Review+on+dye-sensitized+solar+cells+%28DSSCs%29%3A+Fundamental+concepts+and+novel+materials%5BTitle%5D)+AND+%22Renew.+Sustainable+Energy+Rev%22%5BJournal%5D)">Review on dye-sensitized solar cells (DSSCs): Fundamental concepts and novel materials.</a> Renew. Sustainable Energy Rev. 16, 5848-5860 (2012).</li>
<li>Bosch-Jimenez, P., Yu, Y., Lira-Cantu, M., Domingo, C., Ayllòn, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Solution+processable+titanium+dioxide+precursor+and+nanoparticulated+ink%3A+Application+in+Dye+Sensitized+Solar+Cells%5BTitle%5D)+AND+%22J+Colloid+Interf+Sci%22%5BJournal%5D)">Solution processable titanium dioxide precursor and nanoparticulated ink: Application in Dye Sensitized Solar Cells.</a> J Colloid Interf Sci. 416, 112-118 (2014).</li>
<li>Jose, R., Thavasi, V., Ramakrishna, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Metal+Oxides+for+Dye-Sensitized+Solar+Cells%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Ceram.+Soc%22%5BJournal%5D)">Metal Oxides for Dye-Sensitized Solar Cells.</a> J. Am. Ceram. Soc. 92, 289-301 (2009).</li>
<li>Gemeiner, P., Mikula, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Efficiency+of+dye+sensitized+solar+cells+with+various+compositions+of+TiO2+based+screen+printed+photoactive+electrodes%5BTitle%5D)+AND+%22Acta.+Chem.+Slov%22%5BJournal%5D)">Efficiency of dye sensitized solar cells with various compositions of TiO2 based screen printed photoactive electrodes.</a> Acta. Chem. Slov. 6, 29-34 (2013).</li>
<li>Lee, K. E., Charbonneau, C., Demopoulos, G. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thin+single+screen-printed+bifunctional+titania+layer+photoanodes+for+high+performing+DSSCs+via+a+novel+hybrid+paste+formulation+and+process%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Mater.+Res%22%5BJournal%5D)">Thin single screen-printed bifunctional titania layer photoanodes for high performing DSSCs via a novel hybrid paste formulation and process.</a> J. Mater. Res. 28, 480-487 (2013).</li>
<li>Li, J., Lemme, M. C., östling, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Inkjet+Printing+of+2D+Layered+Materials%5BTitle%5D)+AND+%22ChemPhysChem%22%5BJournal%5D)">Inkjet Printing of 2D Layered Materials.</a> ChemPhysChem. 15, 3427-3434 (2014).</li>
<li>Rudyak, V. Y., Krasnolutskii, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dependence+of+the+viscosity+of+nanofluids+on+nanoparticle+size+and+material%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Lett.+A%22%5BJournal%5D)">Dependence of the viscosity of nanofluids on nanoparticle size and material.</a> Phys. Lett. A. 378, 1845-1849 (2014).</li>
<li>Dispoto, G., Moroney, N., Hanson, E., Meyer, J. D., Allen, R. R. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aDispoto%2C+G+%22Color+Desktop+Printer+Technology+Optical+Science+and+Engineering%22">Color Desktop Printer Technology Optical Science and Engineering</a>. , CRC Press. 111-155 (2006).</li>
<li>Hsien-Hsueh, L., Kan-Sen, C., Kuo-Cheng, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Inkjet+printing+of+nanosized+silver+colloids%5BTitle%5D)+AND+%22Nanotechnology%22%5BJournal%5D)">Inkjet printing of nanosized silver colloids.</a> Nanotechnology. 16, 2436(2005).</li>
<li>Singh, M., Haverinen, H. M., Dhagat, P., Jabbour, G. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Inkjet+Printing%3A+Inkjet+Printing-Process+and+Its+Applications%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">Inkjet Printing: Inkjet Printing-Process and Its Applications.</a> Adv. Mater. 22, 673-685 (2010).</li>
<li>Stüwe, D., Mager, D., Biro, D., Korvink, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Inkjet+Technology+for+Crystalline+Silicon+Photovoltaics%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">Inkjet Technology for Crystalline Silicon Photovoltaics.</a> Adv. Mater. 27, 599-626 (2015).</li>
<li>Perelaer, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Roll-to-Roll+Compatible+Sintering+of+Inkjet+Printed+Features+by+Photonic+and+Microwave+Exposure%3A+From+Non-Conductive+Ink+to+40%25+Bulk+Silver+Conductivity+in+Less+Than+15+Seconds%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">Roll-to-Roll Compatible Sintering of Inkjet Printed Features by Photonic and Microwave Exposure: From Non-Conductive Ink to 40% Bulk Silver Conductivity in Less Than 15 Seconds.</a> Adv. Mater. 24, 2620-2625 (2012).</li>
<li>Hwang, M. -s, Jeong, B. -y, Moon, J., Chun, S. -K., Kim, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Inkjet-printing+of+indium+tin+oxide+%28ITO%29+films+for+transparent+conducting+electrodes%5BTitle%5D)+AND+%22Mat.+Sci.+Eng.+B%22%5BJournal%5D)">Inkjet-printing of indium tin oxide (ITO) films for transparent conducting electrodes.</a> Mat. Sci. Eng. B. 176, 1128-1131 (2011).</li>
<li>Hara, K., Arakawa, H. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aHara%2C+K+%22Handbook+of+Photovoltaic+Science+and+Engineering%22">Handbook of Photovoltaic Science and Engineering</a>. , John Wiley & Sons, Ltd. Ch. 15 663-700 (2003).</li>
<li>Ryu, J., Wakida, T., Takagishi, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+Corona+Discharge+on+the+Surface+of+Wool+and+Its+Application+to+Printing%5BTitle%5D)+AND+%22Text.+Res.+J%22%5BJournal%5D)">Effect of Corona Discharge on the Surface of Wool and Its Application to Printing.</a> Text. Res. J. 61, 595-601 (1991).</li>
<li>Yang, L., Chen, J., Guo, Y., Zhang, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surface+modification+of+a+biomedical+polyethylene+terephthalate+%28PET%29+by+air+plasma%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Surf.+Sci%22%5BJournal%5D)">Surface modification of a biomedical polyethylene terephthalate (PET) by air plasma.</a> Appl. Surf. Sci. 255, 4446-4451 (2009).</li>
<li>Qian, B., Shen, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fabrication+of+Superhydrophobic+Surfaces+by+Dislocation-Selective+Chemical+Etching+on+Aluminum%2C+Copper%2C+and+Zinc+Substrates%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Fabrication of Superhydrophobic Surfaces by Dislocation-Selective Chemical Etching on Aluminum, Copper, and Zinc Substrates.</a> J. Am. Chem. Soc. 21, 9007-9009 (2005).</li>
<li>Echlin, P. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aEchlin%2C+P+%22Handbook+of+Sample+Preparation+for+Scanning+Electron+Microscopy+and+X-Ray+Microanalysis%22">Handbook of Sample Preparation for Scanning Electron Microscopy and X-Ray Microanalysis</a>. , Springer. (2011).</li>
<li>Flegler, S. L., Heckman, J. W., Klomparens, K. L. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aFlegler%2C+SL+%22Scanning+and+Transmission+Electron+Microscopy%3A+An+Introduction%22">Scanning and Transmission Electron Microscopy: An Introduction</a>. , Oxford University Press. (1993).</li>
<li>O'Donnell, M. Z. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((How+To+Minimize+Measurement+Errors+In+Solar+Cell+Testing%5BTitle%5D)+AND+%22Solar+Industry+Magazine%22%5BJournal%5D)">How To Minimize Measurement Errors In Solar Cell Testing.</a> Solar Industry Magazine. , http://www.newport.com/images/webdocuments-en/images/Solar_Industry-Solar_Cell_Testing.pdf (2011).</li>
<li>Grätzel, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dye-sensitized+solar+cells%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Photochem.+Photobiol.+C%3A+Photochem.+Rev%22%5BJournal%5D)">Dye-sensitized solar cells.</a> J. Photochem. Photobiol. C: Photochem. Rev. 4, 145-153 (2003).</li>
<li>Green, M. A., Emery, K., Hishikawa, Y., Warta, W., Dunlop, E. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Solar+cell+efficiency+tables+%28version+46%29%5BTitle%5D)+AND+%22Prog.+Photovolt.+Res.+Appl%22%5BJournal%5D)">Solar cell efficiency tables (version 46).</a> Prog. Photovolt. Res. Appl. 23, 805-812 (2015).</li>
<li>Shockley, W., Queisser, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Detailed+Balance+Limit+of+Efficiency+of+p-n+Junction+Solar+Cells%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Phys%22%5BJournal%5D)">Detailed Balance Limit of Efficiency of p-n Junction Solar Cells.</a> J. Appl. Phys. 32, 510-519 (1961).</li>
<li>Snaith, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Estimating+the+Maximum+Attainable+Efficiency+in+Dye-Sensitized+Solar+Cells%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Funct.+Mater%22%5BJournal%5D)">Estimating the Maximum Attainable Efficiency in Dye-Sensitized Solar Cells.</a> Adv. Funct. Mater. 20, 13-19 (2010).</li>
<li>Jeng, M. -J., Wung, Y. -L., Chang, L. -B., Chow, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Particle+Size+Effects+of+TiO2+Layers+on+the+Solar+Efficiency+of+Dye-Sensitized+Solar+Cells%5BTitle%5D)+AND+%22Int.+J.+Photoenergy%22%5BJournal%5D)">Particle Size Effects of TiO2 Layers on the Solar Efficiency of Dye-Sensitized Solar Cells.</a> Int. J. Photoenergy. 2013, 9(2013).</li>
<li>Song-Yuan, D., Kong-Jia, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optimum+Nanoporous+TiO2+Film+and+Its+Application+to+Dye-sensitized+Solar+Cells%5BTitle%5D)+AND+%22Chin.+Phys.+Lett%22%5BJournal%5D)">Optimum Nanoporous TiO2 Film and Its Application to Dye-sensitized Solar Cells.</a> Chin. Phys. Lett. 20, 953-955 (2002).</li>
<li>Baglio, V., Girolamo, M., Antonucci, V., Aricò, A. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Influence+of+TiO2+Film+Thickness+on+the+Electrochemical+Behaviour+of+Dye-Sensitized+Solar+Cells%5BTitle%5D)+AND+%22Int.+J.+Electrochem.+Sci%22%5BJournal%5D)">Influence of TiO2 Film Thickness on the Electrochemical Behaviour of Dye-Sensitized Solar Cells.</a> Int. J. Electrochem. Sci. 6, 3375-3384 (2011).</li>
<li>Ito, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-Efficiency+Organic-Dye-+Sensitized+Solar+Cells+Controlled+by+Nanocrystalline-TiO2+Electrode+Thickness%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">High-Efficiency Organic-Dye- Sensitized Solar Cells Controlled by Nanocrystalline-TiO2 Electrode Thickness.</a> Adv. Mater. 18, 1202-1205 (2006).</li>
<li>Ito, S. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aIto%2C+S+%22Dye+sensitized+solar+cells%22">Dye sensitized solar cells</a>. Kalyanasundaram, K. , EFPL Press. Ch. 8 251-266 (2010).</li>
<li>Tsai, J., Hsu, W., Wu, T., Meen, T., Chong, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+compressed+TiO2+nanoparticle+thin+film+thickness+on+the+performance+of+dye-sensitized+solar+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Nanoscale+Res+Lett%22%5BJournal%5D)">Effect of compressed TiO2 nanoparticle thin film thickness on the performance of dye-sensitized solar cells.</a> Nanoscale Res Lett. 8, 1-6 (2013).</li>
<li>Shin, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Analysis+of+TiO2+thickness+effect+on+characteristic+of+a+dye-sensitized+solar+cell+by+using+electrochemical+impedance+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Curr.+Appl.+Phys%22%5BJournal%5D)">Analysis of TiO2 thickness effect on characteristic of a dye-sensitized solar cell by using electrochemical impedance spectroscopy.</a> Curr. Appl. Phys. 10, 422-424 (2010).</li>
<li>Brus, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electronic+wave+functions+in+semiconductor+clusters%3A+experiment+and+theory%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+Chem%22%5BJournal%5D)">Electronic wave functions in semiconductor clusters: experiment and theory.</a> J. Phys. Chem. 90, 2555-2560 (1986).</li>
<li>Jung, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((All-Inkjet-Printed%2C+All-Air-Processed+Solar+Cells%5BTitle%5D)+AND+%22Adv+Energy+Mater%22%5BJournal%5D)">All-Inkjet-Printed, All-Air-Processed Solar Cells.</a> Adv Energy Mater. 4, 1-9 (2014).</li>
<li>Cherrington, R., Hughes, D. J., Senthilarasu, S., Goodship, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Inkjet-Printed+TiO2+Nanoparticles+from+Aqueous+Solutions+for+Dye-Sensitized+Solar+Cells+%28DSSCs%29%5BTitle%5D)+AND+%22Energy+Technology%22%5BJournal%5D)">Inkjet-Printed TiO2 Nanoparticles from Aqueous Solutions for Dye-Sensitized Solar Cells (DSSCs).</a> Energy Technology. 3, (2015).</li>
</ol>

Yazarlar ifşa hiçbir şey yok.

Mürekkepleri formüle ederken özel bir zorluk, nanopartiküllerin bir araya toplanma eğilimidir. Bunlar, parçacıklar arasındaki bağların doğasına ve gücüne bağlı olarak agregalar veya aglomeralar olarak bilinir. Parçacıkları suya veya bağlayıcıya basitçe karıştırmanın enerjisi, topakların parçalanmasını önleyen parçacık çekici kuvvetlerinin üstesinden gelmek için yeterince büyük değildir. Bilyalı öğütme, yüksek kesmeli karıştırma veya ultrasonikasyon, aglomera nanopartikülleri parçalamak için yaygın olarak kullanılır. Uzun süreli stabilizasyon sağlamak için çeşitli anyonik, iyonik olmayan ve katyonik yüzey aktif maddeler ve polimerler de kullanılabilir. Bu aglomeraların sayısını en aza indirerek kaliteli bir süspansiyon elde edilebilir. Nozulları tıkayabilecek büyük partikül agregalarını gidermek için sıvılar kartuşa yüklenmeden hemen önce doğru boyuttaki filtreden filtrelenmelidir.
TiOiçindeki partikül boyutunun 2 katmanının da DSSC'lerin genel verimliliğini etkilediği gösterilmiştir. Titanyum dioksitin fotokatalitik aktivitesi, spesifik yüzey alanındaki40 artışa bağlı olarak partikül boyutları azaldıkça artar. 400 nm ila 14 nm arasında değişen 5 farklı boyutta TiO2 nanopartikülleri içeren DSSC'lerin verimliliğini karşılaştıran ve daha küçük partikül boyutlarına sahip olanların daha iyi elektriksel dönüşüm verimlilikleri ile sonuçlandığını bulan bir çalışma33.
Mürekkep püskürtmeli baskı, çok geçişli baskı yapabilen temassız bir biriktirme tekniğidir. Bu, çok katmanlı cihazları tek bir işlemde, çok çeşitli alt tabakalar üzerinde minimum malzeme israfıyla hızlı bir şekilde üretmek için eşsiz bir fırsat sunuyor. Ayrica, potansiyel olarak, islevsel malzemelerin basilmasi yoluyla diger komponentleri (piller gibi) sisteme entegre etmenin bir yolunu saglar41. Mürekkep püskürtmeli baskılı cihazlar için gösterilen temsili sonuçlar, doktor bıçaklı cihazlar kadar iyi performans göstermese de, biriktirme tekniğinin potansiyelini göstermektedir. Daha fazla mürekkep optimizasyonu ile, şu anda kullanılan yöntemlerle karşılaştırılabilir düzeyde performans gösterebilir ve fotovoltaik hücrelerin çok çeşitli alt tabakalara uygun maliyetli, çevre dostu entegrasyonu için daha fazla kapsam sağlayabilir. Basılı katmanın kalınlığını doktor bıçaklı TiO 2'ninkine yaklaştırarak mürekkep püskürtmeli baskılı cihazların verimliliğini artırmayı umuyoruz ve DSSC'ler içindeki diğer malzemelerin ve katmanların baskısına bakmaya devam edeceğiz.

Konvansiyonel silikon güneş pilleri, pahalı ve yüksek enerji tüketen özel ekipman gerektiren oldukça saf malzemelerden yapılmıştır. Bu geleneksel silikon hücreler, elektron deliği çiftleri oluşturmak için arayüzde oldukça saf malzemeler gerektiren bir pn bağlantısı içerir. Boyaya duyarlı güneş pilleri (DSSC'ler), şarj üretiminin malzeme arayüzünde gerçekleştiği temelde farklı bir çalışma prensibine sahiptir. Bu, vakum, ultra yüksek sıcaklıklar veya temiz oda tesislerinin kullanımı altında işlemenin gerekli olmadığı anlamına gelir1. Bu nedenle, potansiyel olarak düşük maliyetli bir alternatif olarak görülürler; Bununla birlikte, küçük laboratuvar test hücrelerinden endüstriyel üretim için büyük prototiplere ölçek büyütme, alt tabakaların hızlı bir şekilde modellenmesi de dahil olmak üzere çeşitli sorunların üstesinden gelmeyi içerir.
Elektronik üretimi genellikle, biriktirme işleminden sonra malzemenin maskelenmesi veya seçici olarak çıkarılmasıyla elde edilen bir dereceye kadar modelleme gerektirir. Bu adımlar, mürekkep püskürtmeli baskı veya sprey kaplama gibi "katkı maddesi" dijital baskı tekniklerinin kullanılmasıyla kaldırılabilir. Dijital baskı, elektronik cihazlar için fonksiyonel malzemelerin doğrudan biriktirilmesi için umut verici bir yöntemdir. Teknik, dijital tabanlı bir desenden doğrudan çeşitli alt tabakalara baskı olarak tanımlanabilir2. Alt tabaka yüzeyine zarar vermeyecek veya kirletmeyecek ve malzemeyi yalnızca gerektiği yerde biriktirmeyecek, çok az israfa neden olan veya hiç israf etmeyen temassız yöntemlerdir3. Bu tekniklerin, yüksek hacimli üretime ölçeklendirilmek için ideal olarak uygun olduğu vurgulanmıştır3. Dijital baskı yöntemleri, bir çözücü içinde dağılmış malzemelerin sıvı formlarını kullandığından, tekniğin uygulamalarını belirlemek için mürekkebin birikmesini anlamak çok önemlidir. 
DSSC'lerin üç ana bileşeni vardır: geniş bant aralıklı metal oksit malzemeden oluşan gözenekli bir tabaka, parçacıkları kaplayan bir boya ve yarı iletkenin gözenekli tabakası içindeki gözeneklere sızan bir "yük taşıyıcı". Bunlar şeffaf bir iletken elektrot ile bir karşı elektrot4 arasına sıkıştırılır. Karşı elektrot, elektron transferi için çoğu durumda platin olan katalitik bir malzeme ile kaplanmıştır. Aydınlatma altında, boya molekülleri enerjiyi fotonlar şeklinde emecektir. Boya molekülleri daha sonra uyarılır ve titanyum dioksit ile boyanın arayüzünde yük ayrılması meydana gelir. Elektronlar bitişik metal oksit parçacıklarına atılır ve boya molekülü üzerinde 'delikler' kalır. Enjekte edilen elektronlar metal oksit parçacıklarından geçer ve şeffaf iletken elektroda ulaşır. Bir yük bağlandığında, elektronlar harici devre yoluyla karşı elektroda hareket eder ve son olarak elektrolit1'de bulunan redoks çifti aracılığıyla karşı yükleriyle yeniden bir araya gelir. DSSC'ler içindeki nano yapılı metal oksit tabakası, malzeme seçimi, işleme yöntemleri ve yapının doğası ile hücrenin genel performansında kritik bir rol oynar ve bunların tümü5-10 etkileyen faktörlere sahiptir. Fotoanot için en önemli gereksinimlerden biri, son derece geniş bir yüzey alanına sahip olması gerektiğidir. Bu, yaygın olarak TiO21,11 olan nanopartikül malzemelerin biriktirilmesi yoluyla elde edilir. Bu, sayısız farklı işlemle üretilmiştir, ancak serigrafi ve sıyırma gibi ıslak kaplama teknikleri hala en popüler yaklaşımdır9,12,13. 
Mürekkep püskürtme teknolojisi, boyaya duyarlı güneş pilleri için potansiyel bir üretim rotasıdır. Sabit miktarda sıvıyı bir nozuldan istenen alt tabakaya atmak için bir piezoelektrik kristalin hareketini kullanır. Bu biriktirme yöntemi, malzemenin çok doğru bir şekilde püskürtülmesine izin verir, ancak aynı zamanda potansiyel olarak yüksek bir baskı hızı veya biriktirme hızı ile yüksek frekansta da püskürtülür. Mürekkep püskürtme teknolojisi, kullanılan mürekkebin viskozitesine karşı hassastır ve bu, daha önce işlevsel mürekkeplerin geliştirilmesinin önünde bir engeldi. Mürekkep formülasyonu için uygun çözücülerin geliştirilmesindeki son çalışmalar bu sorunun hafifletilmesine yardımcı olmuştur ve grafen gibi 2D katmanlı malzemeler kullanılarak elektronik bileşenlerin basıldığı gösterilmiştir14. Bunlar gibi nanopartikül süspansiyonlarının viskozitesinin, nanopartikül boyutuna ve konsantrasyonuna15 bağlı olduğu bulunmuştur. Yüksek nanopartikül konsantrasyonları daha yüksek viskozitelere neden olur, bu nedenle nozul tıkanmalarını önlemek için partikül yüklemeleri genellikle ağırlıkça %10 civarındadır16, ancak daha yüksek konsantrasyonlar elde edilmiştir17.
Mürekkep püskürtme teknolojisinin temel avantajları arasında temassız olması, eklemeli desenleme ve maskesizolması yer alır 18. Son iki özellik, birçok nozülü bir veya daha fazla yazıcı kafası üzerinde bir araya getirme yeteneğinden kaynaklanır ve her bir nozül kontrol yazılımı tarafından ayrı ayrı adreslenebilir. Bu, baskı kafaları alt tabaka boyunca hareket ettikçe son derece karmaşık, çok katmanlı desenlerin çok hızlı bir şekilde oluşturulmasını sağlar. Her mürekkep damlasının konumu, bazı sistemlerde ~1,5 μm19 hassasiyetle doğru bir şekilde kontrol edildiğinden, malzemeler veya katmanlar arasında maskeleme gerekmez. En önemli faydalarından biri, mürekkep püskürtme teknolojisinin olgunlaşması ve yirminci yüzyılın ikinci yarısında önemli bir gelişme kaydedilmesidir. Sonuç olarak, mürekkep püskürtmeli çok ölçeklenebilir bir teknolojidir ve rulodan ruloya sistemler, esnek alt tabakalara saniyede birkaç metre hızla doğru bir şekilde baskı yapabilmektedir. Geleneksel olarak bu, örneğin gazeteler gibi yüksek hacimli üretim için kullanılırdı. Bununla birlikte, teknolojideki gelişmeler, mürekkep püskürtmenin nanopartiküllü gümüş mürekkepler kullanılarak elektronik devrelerin rulodan ruloya üretiminde kullanılmasına izin vermiştir20. Bu nedenle mürekkep püskürtmeli, dijital baskı ile boyaya duyarlı güneş pillerinin potansiyel üretimi için çekici bir süreçtir.

<table><tbody><tr><td>Titanyum dioksit</td><td>Sigma Aldrich</td><td>718467</td><td></td></tr><tr><td>Deiyonize su&nbsp;</td><td></td><td></td><td>Laboratuvardaki bir filtreden sağlanır</td></tr><tr><td>Hidroklorik asit, 2 M (2 N)&nbsp;</td><td>Fisher Scientific</td><td>J / 4250/17</td><td></td></tr><tr><td>Dimetilformamid (DMF)</td> <td>Fisher Scientific</td><td>D / 3840/08</td><td></td></tr><tr><td>Etanol</td><td>VWR Kimyasalları</td><td>20721.33</td><td></td></tr><tr><td>Dağıtıcı katkı maddesi;</td><td>Hava Ürünleri</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Köpük Giderici ajan</td><td>Hava Ürünleri</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Etilen glikol</td><td>Fluka</td><td>107-21-1</td><td></td></tr><tr><td>Poliviniliden florür (PVDF) şırınga filtresi</td><td>VWR Uluslararası</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Temizlik deterjanı&nbsp;</td><td>Fisher Scientific</td><td>10335650</td><td></td></tr><tr><td>Flor katkılı kalay oksit (FTO) cam, 8 &Omega;/sq</td><td>Pilkington</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ruthenizer boyası</td><td>Solaronix</td><td>21613</td><td></td></tr><tr><td>Önceden kesilmiş 60 & mikro; M kalınlığında termoplastik sızdırmazlık filmi &nbsp;</td><td>Solaronix</td><td>74301</td><td></td></tr><tr><td>50 mM İyodür / tri-iyodür elektrolit & asetonitril içinde</td><td>Solaronix</td><td>31111</td><td></td></tr><tr><td>Platin kaplı FTO cam&nbsp;</td><td>Solaronix</td><td>74201</td><td></td></tr><tr><td>Vac'n'Fill Şırınga</td><td>Solaronix</td><td>65209</td><td></td></tr><tr><td>Poliimid bant (6,35 mm)</td><td>Onecall Farnell</td><td>1676087</td><td></td></tr></tbody></table>

boya duyarlı güneş pilleri için titanyum dioksit dijital baskı

Digital Printing of Titanium Dioxide for Dye Sensitized Solar Cells

Silikon güneş hücresi üretimi pahalı ve yüksek enerji tüketen bir süreçtir. Buna karşılık, boya duyarlı güneş pili üretimi, geleneksel üretime uygun ve düşük maliyetli bir alternatif sunan daha düşük işlem sıcaklıkları ile çevreye daha az zarar verir. Bu makale, dijital baskıyı ve dolayısıyla bu hücreler için eklemeli üretim yolunu değerlendirerek bu çevresel kimlik bilgilerini daha da geliştirmektedir. Bu, burada nanoparçacık boyutlu titanyum dioksit kullanılarak bir metal oksit fotoelektrotun oluşumunu ve performansını araştırarak elde edilir. Mürekkep püskürtmeli bir malzeme, 2,6 μm kalınlığında bir tabaka oluşturmak için piezoelektrik mürekkep püskürtmeli bir kafa ile formüle edildi, karakterize edildi ve basıldı. Elde edilen baskılı katman, 0,25cm2'lik bir aktif alana ve% 3,5'lik bir güç dönüştürme verimliliğine sahip işleyen bir hücreye dönüştürüldü. Bağlayıcı içermeyen formülasyon, 350 °C sıcaklığa kadar stabil olan esnek poliamid substratlarla uyumlu, 250 °C'lik bir düşük işleme sıcaklığı ile sonuçlandı. Yazarlar, boyaya duyarlı güneş pilleri içindeki diğer katmanların mürekkep püskürtmeli baskısını araştırarak bu işlem rotasını geliştirmeye devam ediyorlar.

Bir TiO2 mürekkep tarif edilen prosedüre uygun olarak formüle edilmiştir. mürekkep içinde süspanse parçacıkların boyutu, dinamik ışık saçılımı (DLS) ile gözlendi 80 nanometre (nm) arasında bir ortalama parçacık boyutuna kullanılarak ölçülmüştür. Bu çalışmada, mürekkebin viskozitesinin küçük bir örnek adaptörü ile döner viskometre ve 18 mm Mil çapı kullanılarak ölçülmüştür, 3 cP olduğu bulunmuştur. yüzey gerilimi gerilimölçer kullanılarak ölçüldü ve / m 26 mN arasında bir ortalama olduğu hesaplandı. FTO cam yüzey enerjisi temas açısı ve yüzey serbest enerjisi ölçümü ile sert bir yüzey ıslatılabilirliğini belirlemek için, Avrupa Standardı EN 828 uyarınca hesaplanmıştır. Üç farklı sıvılar (su, etilen glikol ve diiyodometan) on damla düzlem test parçası yüzeyi üzerine dağıtılmıştır. Her damla için, sol ve sağ temas açısı kuv vardıEd. onun yüzey gerilimi ile birlikte her sıvının ortalama temas açılardan, deney parçasının yüzey serbest enerjisi hesaplanır. Fowkes yöntemi dağıtıcı etkileşimler (γd) ve γnon -yayındırma etkileşimler (γp) katkılarıyla toplamından toplam yüzey enerjisini (γ) hesaplar. Bu yöntem, FTO kaplanmış cam için 26.45 mN / m bir yüzey serbest enerjisi ile sonuçlanmıştır. Baskı edilen prosedüre göre yukarıdaki 5 mm kare üretmek üzere gerçekleştirilmiştir. Cam üzerinde baskılı tabakanın kalınlığı, yüzey Profiler kullanılarak ölçülmüştür. baskılı tabakanın merkezinde maksimum kalınlığı 2.6 um olarak ölçülmüştür. Kaplanmış cam geçirgenliği bir UV spektrometre kullanılarak ölçülmüştür. 700 nm&#39;lik bir dalga boyunda, bir% 60 geçirgenlik FTO cam için% 78 ile karşılaştırıldığında, TiO2 baskılı film ölçülmüştür. <p class="jove_content" fo:keep-together.withinSayfalık = &quot;1&quot;&gt; Fotovoltaik cihazlar yukarıda özetlenen prosedürü uygun olarak üretilmiş ve havadaki su ve oksijen neden bozulması etkisini en aza indirmek için imalattan sonra direkt olarak karakterize edildi. Karakterize ve güneş hücreleri 28 karşılaştırmak için kullanılan beş elektriksel performans parametreleri vardır. Kısa devre akımı (I sc) ve açık devre voltajı (V oc) değerleri akım-gerilim (IV) eğrisi elde edilebilir. Bunlar daha sonra bir dolgu faktörüne (FF) ve güç dönüşüm verimliliği (η) belirlenmesi için de kullanılabilir. FF açık devre voltaj ve kısa devre 29 akım ürüne hücrelerin oranı gerçek maksimum güç çıkışı verir. Bu güneş pillerinin performansını değerlendirirken önemli bir parametredir. Düşük FF iyileştirme için bir oda var olduğunu gösterir ise yüksek FF, düşük elektrokimyasal zararları ifade eder. Çeşitli faktörler hücre içinde tabakaların kalitesini ve arayüz içeren FF etkilemekte olarak da bilinirler. DSAVM&#39;ler% 11,9 raporun kayıt verimliliği ile bir iyodür / triiyodür redoks çift 0.71 30 faktörleri dolgu içeren. Bu parametrelerin Tüm aygıt sıcaklığı 25 ˚C, ışığın spektral radyasyonu dağılımı 1.5&#39;lik bir hava kütlesi vardır standart test koşulları altında tespit edilmesi gerekmektedir, toplam ışınım güneş pili de (E m) 100 mW / cm ölçülen 2. Tek bir pn eklemi hücresinin dönüşüm verimliliği için teorik maksimum yaygın ancak DSSCs için maksimum verim 920 nm 32 bir emme başlangıcı ile% 15,1 daha yakın olduğunu rapor edilmiştir,% 37.7 31 olarak rapor edilmiştir. Çıkış akımı ve gerilim hücreleri 1.5 bir atmosfer hacmi ile spektral radyasyonu dağılımı eşleştirmek için bir filtre takılmış 100 mW / cm2 ışık kaynağı ile aydınlatılır iken kaynak sayacı kullanılarak ölçüldü. Sonuçlar pılı ıle karşılaştırılmıştıranataz partikülleri 20 nm ve 450 nm bir karışımı olan bir piyasada mevcut macun kullanılarak bir doktor ağızlı TiO2 katmanını kullanarak üretti. Baskılı tabaka, 0.25 cm2&#39;lik bir alana ve bir yüzey Profiler kullanarak ölçüldü 18 um arasında bir ortalama kalınlığa sahip olmuştur. İki cihaz arasındaki fotoelektrik performansı karşılaştırma, Şekil 1 ve Tablo 1 &#39;de gösterilmiştir. Çeşitli çalışmalar TiO2 tabakasının kalınlığı ve DSSCs içinde dönüşüm verimliliği arasındaki ilişkiyi incelemiştir. Sonuçlar TiO2 basılı katmanları ve verimlilik kalınlıkları özetliyor her yerde 33-39 mikron mikron 9.5 ile 20. Tablo 1 bildirilen optimum film kalınlığı ile önemli ölçüde değişir. TiO2 basılı inkjet kalınlığı sonuçlanan TiO2 bıçaklı doktor önemli ölçüde daha azdaha düşük bir verim. Gelecek çalışma inkjet basılmış tabakasının kalınlığını artırmak için mürekkep formülasyonu içinde organik bağlayıcıların kullanımını araştırmak olacaktır. <img alt="Şekil 1" src="/files/ftp_upload/53963/53963fig1.jpg" /> TiO2 tabakası ve bir doktor ağızlı TiO2 tabakası basılmış bir inkjet içeren DSSCs için Mürekkep Baskılı ve Doktor Kanat TiO2 Katmanlar ile DSSCs Şekil 1. Performans Eğrileri. Akım yoğunluğu / gerilim eğrileri. TiO baskılı inkjet ile cihazda kısa devre akım yoğunluğu 2 kat daha düşük bir genel dönüşüm verimliliği ile sonuçlanan doktor bıçaklı TiO2 tabakası ile cihazın önemli ölçüde düşüktür. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53963/53963fig1large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <table><tbody><tr><tdrowspan = &quot;3&quot;&gt; </td><td> Kısa devre akımı </td><td> Açık devre voltajı </td><td rowspan="3"> Doldurma faktörü </td><td> verim </td><td> Kalınlık </td></tr><tr><td> (mA / cm2) </td><td> (MV) </td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td> (%) </td><td> (Um) </td></tr><tr><td> Mürekkep Püskürtmeli baskılı </td><td> 9.42 </td><td> 760 </td><td> 0.49 </td><td> 3.5 </td><td> 2.6 </td></tr><tr><td> doktor bıçaklı </td><td> 11 </td><td> 756 </td><td> 0.58 </td><td> 4.8 </td><td> 18 </td></tr></tbody></table> Şekil 1. Bu tablo, belirtilen ışığı altında etkinliğini (η) belirleyen açık devre gerilimi (V oc), kısa devre akımı (I sc) de dahil olmak üzere güneş pili anahtar parametreleri karşılaştırır içinde Hücreleri Tablo 1. Temel Performans Özellikleri koşul sunulmaktadır. parametreler oBir doktor ağızlı TiO2 tabakası kullanılarak üretilen fa hücre de karşılaştırma amacıyla dahil edilmiştir. Her iki cihaz dolgu faktörleri (FF), genellikle hücre içinde yüksek bir iç direnç atfedilen hangi oldukça düşüktür.

Bu makale, boya duyarlı güneş pillerinin üretimi için mürekkep püskürtmeli baskının uygunluğunu araştırmaktadır. Bağlayıcı içermeyen bir TiO2 nanopartikül mürekkebi formüle edildi ve bir FTO cam alt tabaka üzerine basıldı. Basılı katman, 0,25cm2 aktif alana ve% 3,5 verimliliğe sahip bir hücreye üretildi.

Boya duyarlı güneş pilleri için Titanyum Dioksit Dijital Baskı

Silicon solar cell manufacturing is an expensive and high energy consuming process. In contrast, dye sensitized solar cell production is less ...

Bu deneyin genel amacı, Titanyum Dioksit mürekkeplerini formüle etmek, karakterize etmek ve basılı katmanlardaki performanslarını ölçmektir. Mürekkep püskürtmeli baskının, boya duyarlı güneş pilleri üretimi için uygunluğu da araştırılmıştır. Mürekkep püskürtmeli baskı, dijital tabanlı bir görüntüden geniş bir yelpazedeki fonksiyonel malzemeleri biriktirmek için kullanılabilir.Bu tekniğin temel avantajı, bir substrat üzerine desenler oluşturabilme yeteneğidir. Fonksiyonel malzemeler içeren mürekkeplerin geliştirilmesi, boya duyarlı güneş pilleri gibi karmaşık elektronik cihazların bu teknik kullanılarak tasarlanmasına olanak tanır. Mürekkep püskürtmeli baskı, tüm bir cihazı üretmek için tek bir birim işlem içinde potansiyel olarak birkaç malzeme katmanı biriktirebilir.Mürekkep reolojisi ve baskı parametreleri basılan yapıların kalitesini güçlü bir şekilde etkileyebileceğinden, bu yöntemin görsel gösterimi kritik öneme sahiptir. Prosedürü benimle birlikte, eklemeli imalat alanında çalışan bir uzman olan Iulia Salaoru uygulamalı olarak gösterecektir. Mürekkep formülasyon sürecine başlamak için, öncelikle 0.1 millimolar hidroklorik asit sulu çözeltisinin 32 gramını, dimetilformamid gibi uyumlu bir çözücünün sekiz gramına ekleyin.Ardından, dağıtıcı katkı maddesi olarak görev yapması için %45'lik sulu propilen glikol, Tetrametil-5-Desin-4, 7-Diol ve etoksile alkol çözeltisinden 1,5 gram ekleyin. Mürekkebin yazdırma nozullarında kurumasını önlemek için karışıma nemlendirici olarak 10 gram etilen glikol ekleyin. Hava kabarcıklarının oluşumunu önlemek için 0,5 gram köpük kesici madde, %20'lik asetilenik diol çözeltisi ve metoksipolietilen glikol ekleyerek devam edin.Ardından, kapalı bir kap içerisindeki bir alikotu 60 saniye boyunca çalkalayarak mürekkebi test edin. Herhangi bir köpük gözlemlenirse, mürekkebe 0,5 gram daha köpürdürücü önleyici madde ekleyin. Çalkalama testinden sonra, homojenliği sağlamak için mürekkep çözeltisini oda sıcaklığında bir manyetik karıştırıcı ile sekiz saat boyunca karıştırın.Ardından çözeltiyi 1,5 gram titanyum dioksit nanoparçacığına ekleyin. Mürekkebin formülasyonunu, bir ultrason probu kullanarak 15 dakika boyunca sonikasyon uygulayarak tamamlayın. Baskı işlemine başlamadan önce, cam altlıkları deiyonize su içindeki ağırlıkça yüzde iki oranındaki temizleyici deterjan çözeltisinde 24 saat boyunca bekletin.Substratları çıkarın ve kullanmadan önce deiyonize su ile iyice durulayın. Mürekkebi yazıcı kartuşuna ve kafasına doldurmadan önce, nozülleri tıkayabilecek büyük partikülleri gidermek amacıyla mürekkebi beş mikrometrelik bir poliviniliden florür filtreden ve ardından 1.2 mikrometrelik bir filtreden geçirin. Haznede veya nozüllerde kalan havayı veya temizleme solüsyonunu uzaklaştırmak için, yazıcı kafasını yan tarafında bulunan port üzerinden mürekkep ile yıkayın.Yazıcı kafasını yazıcıya yerleştirin ve kafa kişilik kartına (head personality board) bağlayın. Ardından, yazıcı kafasının üzerinde bulunan 150 milliliter şırıngaya mürekkebi doldurun ve şırınganın üst kısmına hava sızdırmaz bir kapak takarak kapatın. Son olarak, üretici talimatlarına uygun olarak cam altlığı yazıcıya yükleyin.Bağlı olan vakum pompasını açın ve vakum pompası üzerinde bulunan temizleme düğmesine basarak mürekkebi yazıcı nozullarından tahliye edin. Yazıcının bilgisayarındaki GIS yazılımını kullanarak yazdırma sunucusuna bağlanın, dalga formunu ve yazdırma parametrelerini ayarlayın. İstenen deseni seçip yükleyin ve ardından üretici talimatlarına göre cam alt tabaka üzerine yazdırın.İşlemi tamamlamak için substratı çıkarın ve basılmış filmi bir sıcak plaka üzerinde ısıtın. Elmas cam kesici kullanarak, yaklaşık 20 milimetre kare boyutunda daha küçük bir parça elde etmek için basılı alanın etrafından kesin. Boya duyarlı güneş pili üretimini başlatmak için, bir cam beherde 20 mililitre etanol ve iki miligram rutenyum boyasını sekiz saat boyunca karıştırarak bir boya çözeltisi hazırlayın.Ardından, boyanın titanyum dioksit parçacıklarının yüzeyine emilmesini sağlamak için titanyum dioksit kaplı camı oda sıcaklığında 24 saat boyunca boya çözeltisine daldırın. Camı çözeltiden çıkarın ve kaplı tarafı yukarı gelecek şekilde havlu kağıt üzerine yerleştirin. Sonrasında, iletken camın üzerine, titanyum dioksit kaplamanın çevresine önceden kesilmiş 60 µm kalınlığında termoplastik sızdırmazlık ara parçası yerleştirin.Merkezinde önceden delinmiş bir delik bulunan platin kaplı karşı elektrodu, her iki aktif yüzey birbirine bakacak ve elektriksel temasın sağlanabilmesi için yeterli örtüşme olacak şekilde termoplastik sızdırmazlık ara parçasının üzerine yerleştirin. Hücreyi bir ısıtıcı tabla üzerinde 110 °C'de ısıtın. Elektrotları birbirine mühürlemek için bu sızdırmazlık ara parçası bölgesine cımbızla 30 saniye boyunca hafifçe basınç uygulayın.İki elektrot arasındaki boşluğu doldurmak için, önceden delinmiş deliğe asetonitril içinde 50 millimolar iyodür triiyodür elektroliti enjekte ederek hücrenin imalatını tamamlayın. Mürekkebin titanyum dioksit partiküllerinin ortalama boyutu, dinamik ışık saçılması kullanılarak ölçülmüştür. 40 mikrometre olan baskı nozulu açıklığından 100 kat daha küçük olma gereksinimiyle tam uyumlu olarak, 80 nanometrelik genel bir ortalama boyut gözlemlenmiştir.Aynı aydınlatma koşulları altında, inkjet baskı ile üretilen ve ticari doktor bıçağı (doctor blade) yöntemiyle üretilen DSSC'ler için akım yoğunluğu ve voltaj eğrileri elde edilmiştir. Inkjet baskılı hücrenin kısa devre akım yoğunluğu, doktor bıçağıyla üretilen hücreye göre önemli ölçüde daha düşük olup, bu durum daha düşük bir dönüşüm verimliliğine işaret etmektedir. Inkjet baskılı ve doktor bıçaklı hücreler için temel parametreler, açık devre voltajı ve kısa devre akımıdır.Hücrenin verimliliğini hesaplamak için bu iki parametre kullanılmıştır. Yüzey profilleyici kullanılarak ölçülen inkjet baskılı titanyum dioksit tabakasının kalınlığı 2,6 micrometers olup, doctor blade tekniği ile elde edilen 18 micrometers değerinden önemli ölçüde daha düşüktür. Bu durum, inkjet baskılı hücre için %3,5 şeklinde daha düşük bir verimlilikle sonuçlanmıştır. Hem inkjet baskılı hem de doctor blade ile hazırlanmış hücreler için dolgu faktörü düşüktü.Bu durum, hücreler içinde yüksek iç direnç olduğunu ve her iki tasarımda da iyileştirme alanı bulunduğunu göstermektedir. Bu videoyu izledikten sonra, nanoparçacık mürekkebin nasıl hazırlanacağı, titanyum dioksit nanoparçacıklarından oluşan bir tabaka oluşturmak için dijital baskı tekniklerinin nasıl kullanılacağı ve boya duyarlı güneş hücrelerinin nasıl üretileceği konusunda iyi bir anlayışa sahip olmalısınız. Devam eden çalışmalar, basılı cihazların performansını artırmak için bu yaklaşımları genişletmeye ve farklı malzemelerin ek basılı tabakalara nasıl entegre edilebileceğini değerlendirmeye odaklanmıştır.

digital-printing-of-titanium-dioxide-for-dye-sensitized-solar-cells

Research

JoVE Journal

Engineering

Mühendislik

Bir boya duyarlı güneş hücresi ve üçüz-üçüz imha yukarı dönüşüm ünitesi de içeren bir tümleşik aygıt, güneş spektrumunun daha geniş bir bölümünde, gelişmiş ışık toplamayı verecek, üretildi. Mütevazı aydınlatma düzeyleri altında, düşük enerjili fotonlar için önemli ölçüde geliştirilmiş yanıt boya duyarlı güneş hücreleri için liyakat rekor bir rakam elde, saptandı.

Bir Üçüz-üçlü Annihilation&#39;ın Up-dönüşüm Sistemi entegre Alt-bandaralıklı Işık Boya duyarlı Solar Hücre Yanıtı arttırmak için

Konsantre bir fotovoltaik sistemde paralel spektrum bölücü dağıtıcı eleman olarak yüksek kontrastlı ızgaraların imalatı gösterilmiştir. Nanoimprint litografi, TiO2 püskürtme ve reaktif iyon aşındırma dahil olmak üzere üretim süreçleri açıklanmaktadır. Yansıma ölçüm sonuçları, optik performansı karakterize etmek için kullanılır.

Bir Konsantre Fotovoltaik Sistemde Spectrum Yarma Dağılım Eleman Yüksek Kontrast Gratings imalatı

Sulu ortamda bir iskele yüzeyinin hücre afinitesini değiştirmek için bir protokol açıklıyoruz. Yöntem, foto-ışınlanmış bölgedeki organik filmi ayrıştırmak için titanyum dioksit fotokatalizinden yararlanır. Hem ex situ hem de in situ iskele proteinlerinin mikro alanlarını oluşturmak için kullanılabileceğini gösteriyoruz.

TiO kullanarak sulu bir ortamda Proteinler ve Hücreler photopatterning<sub&gt; 2</sub&gt; Photocatalysis

Burada, bir mini-slot kalıp kaplayıcı ve sinkrotron saçılma teknikleri kullanılarak ilgili in-line yapı karakterizasyonu kullanarak organik ince film güneş pilleri imal etmek bir protokol mevcut.

Toplu Heterojonksiyonlar Solar Hücre Baskı İmalatı ve In Situ Morfoloji Karakterizasyonu

Bu protokol, iletken olmayan yüzeyler üzerinde ince film elektronik üretmek için tabaka inorganik nano-kristalin tabakasının sentezi ve çözelti depozisyonunu tarif etmektedir. Solvent stabilize mürekkepler sonrası birikimi ligand değişimi ve sinterleme aşağıdaki spin ve sprey kaplama yoluyla cam yüzeylerde tam fotovoltaik cihazlarını üretebilir.

Tam Çözüm İşlenmiş İnorganik nanokristal Fotovoltaik Cihazlarının İmalatı

elektron alıcısı ve elektron veren polimer fabrikasyonu olarak Ti alkoksitler dayalı tamamen yazdırılabilir, fulleren içermeyen, yüksek hava kararlı, toplu heteroeklem güneş hücreleri için bir yöntem burada tarif edilmektedir. Ayrıca, Ti-alkoksit ünitelerinin moleküler şişkinliğini yoluyla fotoaktif tabakasının morfolojisinin kontrol edilmesi için bir yöntem olup bildirilmektedir.

Ti-alkoksit ve Yarıiletken Polimer dayanarak Tamamen Yazdırılabilir Organik-İnorganik Toplu heteroeklem Güneş Pilleri için Morfoloji Kontrolü

Bu projenin genel amacı, boya hassas güneş pilleri için geliştirilmiş performansa sahip bir foto-anot üretmek için elektrospinning kullanmaktı.

Boya Duyarlılaştırılmış Güneş Pilleri için Fotokatalitik Elektrotların Elektrospinning

Burada, biz mevcut detaylı iletişim kuralları için çözüm işlenen gümüş-bizmut-iyot (Ag-Bi-ı) Üçlü Yarıiletken ince filmler TiO2üzerinde fabrikasyon-kaplı şeffaf elektrotlar ve onların hava-kararlı olarak potansiyel uygulama ve kurşun içermez Opto-elektronik cihazlar.

Çözüm işlenen "Gümüş-bizmut-iyot" Üçlü ince filmler için kurşunsuz fotovoltaik emiciler

Biz yoğun güneş enerjisi teknolojisi ile olay ışık yoğunluğu artırarak ch4 Co2 photoreduction performansını artırmak için bir protokol sunuyoruz.

CO2 fotoreğitimlik ch4 performans altında konsantre güneş ışığı

Bir boya-sensitize güneş pili RTLs tarafından solvated oldu; optimize edilmiş ampirik potansiyeller kullanılarak, titreşim özelliklerini hesaplamak için moleküler dinamik simülasyonu uygulanmıştır. Elde edilen titreşim spektrumları deney ve ab initio moleküler dinamikleri ile karşılaştırıldı; çeşitli ampirik potansiyel spektrumlar iyonik sıvının kısmi yük parametreizasyonunun titreşimsel spektrum tahminini nasıl etkilediğini gösterir.

Bir Oda Sıcaklığı iyonik Sıvı ile solvated Ampirik-Potansiyel Moleküler Dinamiksimülasyon bir N719-Kromofor / Titania Arayüzü Titreşimsel Spectra

Keşfedin, boya duyarlı güneş pilleri için titanyum dioksit nanopartikül mürekkep formülasyonu ve mürekkep püskürtmeli baskı yöntemini. Bu teknik, yenilenebilir enerji alanında baskılı elektronik cihaz üretimi için uygulanabilir bir temel sunar.

Boya duyarlı güneş pilleri için Titanyum Dioksit Dijital Baskı

Daha fazla video keşfet