سنتز جوهر نقره و چاپ مستقیم آن به عنوان جمع کننده جریان در سلول های خورشیدی حساس شده با رنگینه

چاپ جوهر رسانا یکی از روش های ایجاد خطوط رسانای نقره در ادوات الکترونیکی است. در این پژوهش، جوهر رسانای نقره با گرانروی مناسب سنتز شد. سپس جوهر سنتز شده به روش چاپ مستقیم جوهر روی الکترودهای سلول خورشیدی حساس شده با رنگینه اعمال و نقش آن در افزایش بازده سلول بررسی گردید.

جوهر نقره به روش لویس-واکر سنتز شد. ابتدا استات نقره در آمونیوم هیدروکساید حل و سپس فرمیک اسید به عنوان عامل احیا کننده به صورت قطره قطره به آن اضافه شد. برای افزایش گرانروی جوهر، هیدروکسی اتیل سلولوز به آن افزوده شد. دستگاه چاپ جوهر در آزمایشگاه ساخته و پارامترهای مختلف فرآیند چاپ مستقیم جوهر مورد بررسی قرار گرفت. سلول خورشیدی حساس شده با رنگینه از اتصال الکترود فوتوآند و الکترود مقابل و تزریق الکترولیت به فضای بین آن دو ساخته شد. فوتوآند از لایه متخلخل حساس شده با رنگینه N719 روی FTO و الکترود مقابل از لایه پلاتین روی FTO تشکیل شده است. در آخر خطوط رسانای نقره روی دو الکترود اعمال شد و پارامتر های فوتوولتاییک آن تحت نور خورشید شبیه سازی شده با شدت 100 وات بر سانتیمتر مربع اندازه گیری شد.

از بین غلظت های مختلف هیدروکسی اتیل سلولوز، غلظت جرمی 3/2% بهترین نتیجه را حاصل کرد. فاصله بین نوک نازل از زیرلایه، کمتر از یک مقدار بحرانی، تاثیری بر خط نقره اعمال شده نداشت اما بیشتر از آن خطوط حاصل ناپیوسته شد. با افزایش نرخ تزریق جوهر، این فاصله بحرانی افزایش یافت. افزایش نرخ تزریق جوهر منجر به افزایش ضخامت و عرض لایه اعمال شده گردید. دمای 360 درجه سانتیگراد به عنوان کمترین دمای تفجوشی که منجر به مقاومت الکتریکی نزدیک به صفر می شود اندازه گیری شد. مشاهدات نشان داد که اعمال خطوط نقره ساخته شده در این پژوهش بر سلول های خورشیدی حساس شده با رنگینه سبب افزایش بازده آنها از 5/1% به 8/2% می شود.

جوهر نقره با موفقیت سنتز شد و پارامترهای بهینه فرآیند اعمال آن بر زیرلایه بدست آمد. از جوهر سنتز شده برای ساخت خطوط رسانای سلول خورشیدی حساس شده با رنگینه استفاده شد و افزایش بازده مشاهده گردید.