مناقشة رسالة طالبة الماجستير شيماء مفيد جاسم في قسم علوم الفيزياء

ناقش قسم علوم الفيزياء في كلية العلوم بجامعة ديالى رسالة طالبة الماجستير شيماء مفيد جاسم والموسومة: Fabrication of Dye Sensitized Solar Cell and Efficiency Enhancement by Optimizing the Preparation Parameters وذلك في يوم الاثنين الموافق 2017/1/16 وعلى قاعة المناقشات في كلية العلوم.

وقد تضمنت الرسالة تحضير ودراسة خصائص الخلية الشمسية الصبغية التي تعتبر من انواع الخلايا الشمسية التابعة للجيل الثالث. اذ تم تصنيع خلايا شمسية صبغية وذلك بترسيب عجينة التيتانيا على قواعد زجاجية مطلية بمادة FTO بواسطة تقنية Doctor- Blade. تم تلدين غشاء التيتانيا بدرجة حرارة 550 ºC لمدة 30 minutesوبعد التلدين يتم غمره في محلول الصبغة لمده 24 hoursللحصول على القطب الضوئي (الآنود). كما تم ترسيب عجينة البلاتين على قواعد زجاجية مطلية بمادة FTO وتم تلدينها بدرجة حرارة 450 ºC لمدة 30 minutesللحصول على القطب العاكس (الكاثود). يتم ربط قطب الانود والكاثود بشكل متقابل مع حقن الالكتروليت من خلال فتحات أعدت لهذا الغرض. تم تحسين اداء الخلية الشمسية الصبغية بدراسة تأثير بعض المعلمات: سمك غشاء التيتانيا ، تركيز صبغة N719 ، مزج الصبغات (N719 و Z907) ، استخدام قواعد TEC-8 واضافة جسيمات الذهب النانوية للصبغة التي تم تحضيرها بتقنية استئصال نبضات الليزر في السائل.

نتائج طيف الاشعة فوق البنفسجية – المرئية بينت ان امتصاصية للخلية الشمسية الصبغية تتحسن بمزج الصبغات واضافة جسيمات الذهب النانوية ومع تركيز الصبغة العالي وكذلك تبين بأن امتصاصية غشاء التيتانيا تزداد بزيادة درجة حرارة التلدين.

كما وجد بأن فجوة الطاقة البصرية لاغشية التيتانيا تزداد من 2.30 eV الى 3.12 eV للانتقال المباشر بزيادة درجة حرارة التلدين.

اثبتت نتائجXRD ان اغشية التيتانيا الرقيقة الملدنة بدرجات حرارة مختلفة هي في طور anatase واعلى قمة لانماط حيود الاشعة السينية كانت في الاتجاه (101).

أوضحت نتائج مجهر القوة الذرية ((AFM ان معدل الخشونة وجذر معدل مربع الخشونة لأغشية التيتانيا تقل بزيادة درجة حرارة التدين. وقد اثبتت صور المجهر الالكتروني الماسح (SEM) لغشاء التيتانيا انه يتكون من تراكيب كروية الشكل معدل حجمها الحبيبي حوالي 20-40 nm. بينما أكدت صور المجهر الالكتروني النافذ ((TEM لجسيمات الذهب النانوية انها كروية الشكل بحجم حبيبي يبلغ حوالي50 nm .

منحنيات كثافه التيار الضوئي – الفولتية (J-V curves) للخلايا المصنعة تحت شروط ( قدرة الضوء الساقط (50 mW/cm-2) أوضحت ان الكفاءة تتحسن بحوالي % 92 بأفضل مَعلمات : سمك التيتانيا هو 20 µm، مزج الصبغات، اضافة جسيمات الذهب النانوية الى صبغة Z907، تركيز الصبغة لـ 0.5 mM ومقاومة غشاء FTO مساو لـ 8 Ω/sq.

وبين قياس كفاءة تحول الفوتون الساقط الى تيار ان الخلية الشمسية الصبغية لها كفاءة تحويل عالية وتتميز بشفافية عالية مما يؤهلها للاستخدام كنوافذ للابنية.

وقد تالفت لجنة المناقشة من السادة المدرجة اسمائهم ادناه :

أ. د. رائد عبد الوهاب اسماعيل – الجامعة التكنلوجية – قسم العلوم التطبيقية … رئيسا"
د. فلاح ابراهيم مصطفى – وزارة العلوم والتكنلوجيا- دائرة الطاقات المتجددة … عضوا"
أ. أسعد أحمد كامل – جامعة ديالى – كلية العلوم … عضوا"
أ. د. نبيل علي بكر – جامعة ديالى – كلية العلوم … عضوا" ومشرفا"
أ. م. د. عبد الرحمن خلف علي – الجامعة التكنلوجية … عضوا" ومشرفا"

وقد قررت اللجنة منح الطالبة شهادة الماجستير علوم في الفيزياء – الحالة الصلبة والمواد.