Publication: Fabrication and characterization of dye sensitized solar cells using natural dyes
dc.contributor.affiliation | #PLACEHOLDER_PARENT_METADATA_VALUE# | en_US |
dc.contributor.author | Ahmed, Nafees | en_US |
dc.contributor.supervisor | Souad A.M. Al-Bat’hi, Ph.D | en_US |
dc.contributor.supervisor | Raihan Othman, Ph.D | en_US |
dc.date.accessioned | 2024-10-08T03:18:23Z | |
dc.date.available | 2024-10-08T03:18:23Z | |
dc.date.issued | 2020 | |
dc.description.abstract | This work concerns the fabrication and characterization of DSSCs for photovoltaic applications. The main objectives of this research are fabricate TiO2 photo anode with three different thicknesses (4.54µm, 7.12µm and 12.3µm), to extract three different organic dyes from natural sensitizers (sumac, humic acid and red onion), to fabricate CNT counter electrode and to assemble solar cells with three different configurations (ITO/TiO2-Sumac/CNT/ITO, ITO/TiO2-Humic Acid/CNT/ITO and ITO/TiO2-Red Onion/CNT/ITO) and to determine the cells photovoltaic properties. The photo anode was prepared from TiO2 paste and deposited on the ITO conductive glass by doctor blade method with different thicknesses. The energy gap of the TiO2 photo anode was determined by UV-VIS spectroscopy. SEM images of the TiO2 photo anode suggested that the optimum thickness of TiO2 photo anode was 7.12µm. The pH scale of the three different dyes were optimized by the light absorption spectra from UV-VIS spectroscopy. The optimized pH of sumac, humic acid and red onion were 2.5, 2.5 and 2 respectively. The TiO2 photo anodes were soaked overnight in the dye solutions for sensitization. The absorbtion spectra of the TiO2 photo anode were increased by 8.79%, 8.68% and 12.68% for sumac, humic acid and red onion dye solution after soaking in the dyes. The counter electrode was fabricated with carbon nanotube in powder form and deposited on ITO glass by doctor blade method. The SEM images of carbon nanotube counter electrode suggested that the average diameter of the CNT was between 13.20-18.22μm. Three types of cell with ITO/TiO2-Sumac/CNT/ITO, ITO/TiO2-Humic Acid/CNT/ITO and ITO/TiO2-Red Onion/CNT/ITO configurations were assembled by mounting the photo anode on the counter electrode and by injecting 2-3 drops of liquid lithium iodide electrolyte into the cell. The photovoltaic properties of the cells were determined by I-V characteristic curve. The best photovoltaic performance was determined by ITO/TiO2-Sumac/CNT/ITO cell with 0.663V open circuit voltage (Voc), 4.64mAcm-2 short circuit current density, 0.637 fill factor and 1.96% efficiency. ITO/TiO2-Humic Acid/CNT/ITO cell provided 0.568V open circuit voltage (Voc), 5.86mAcm-2 short circuit current density, 0.563 fill factor and 1.87% efficiency. ITO/TiO2-Red Onion/CNT/ITO cell provided 0.445V open circuit voltage (Voc), 5.3mAcm-2 short circuit current density, 0.67 fill factor and 1.58% efficiency. | en_US |
dc.description.abstractarabic | يهدف هذا العمل الى تصنيع وتوصيف التطبيقات الضوئية DSSCs. وتتمثل الأهداف الرئيسية لهذا البحث في تصنيع وتوصيف القطب الأنود ثنائي أكسيد التيتانيوم وثلاثة انواع مختلفة من السُمُوكٌ (μm4.54، 7.12μm ، μm12.3)، لاستخراج ثلاثة أصباغ عضوية مختلفة من محسسات طبيعية (سوماك sumac، حمض الهيوميكhumic acid وبصل أحمر(red onion لتصنيع وتوصيف عداد القطب الكهربائ CNT ولتجميع ثلاثة تشكيلات مختلفة من الخلايا الشمسية (ITO/TiO2-Sumac/CNT/ITO, ITO/TiO2-Humic Acid/CNT/ITO and ITO/TiO2-Red Onion/CNT/ITO) ، بالاضافة الى تحديد خصائص الخلايا الضوئية. تم إعداد صورة القطب الأنود من معجون TiO2 وأودعت على موصل الزجاج ITO بواسطة طريقة شفرة الطبيب مع سُمُوكٌ مختلفة.وقد تم تحديد فجوة الطاقة لصورة القطب الأنود TiO2 بواسطة التحليل الطيفيUV-VIS . صور SEM لصورة القطب الأنود TiO2 تشير الى أن السمك الأمثل للقطب الأنود TiO2 هو 7.12μm. تم تحسين مقياس درجة الحموضة للأصباغ الثلاثة المختلفة من خلال أطياف امتصاص الضوء من الأشعة فوق البنفسجية التحليل الطيفي UV-VIS . وكان الرقم الهيدروجيني الأمثل من السوماك، حامض الهوميك والبصل الأحمر 2.5 و 2.5 و 2 على التوالي. صورة أقطاب الأنود TiO2 بين عشية وضحاها غرقة في محلول صبغ التوعية. تم زيادة أطياف الامتصاص من صورة أقطاب الأنود TiO2 بنسبة 8.79٪، 8.68٪ و 12.68٪ ل سوماك، حامض الحمض والبصل الأحمر محلول صبغ بعد نقعه في الأصباغ. كان عداد القطب الكهربائي مع أنابيب الكربون في شكل مسحوق وترسب على الزجاج ITO باستخدام طريقة شفرة الطبيب. صور أنابيب الكربون للعداد القطبي تقترح أن متوسط قطر CNT كان بين 13.20- 18.22μm. تم تجميع ثلاثة أنواع من الخلايا بالتشكيلات (ITO/TiO2-Sumac/CNT/ITO, ITO/TiO2-Humic Acid/CNT/ITO and ITO/TiO2-Red Onion/CNT/ITO) عن طريق تركيب صورة القطب الأنود على القطب العداد و عن طريق حقن 2-3 قطرات من السائل ليثيوم يوديد المنحل بالكهرباء في الخلية. تم تحديد الخصائص الكهروضوئية للخلايا بواسطة منحنى السمه I-V.و تم تحديد أفضل أداء ضوئي بواسطة الخلية ITO) / TiO2-Sumac / CNT / (ITO عند الدائرة الفولطية المفتوحة (Voc) 0.663 فولط ، كثافة تياردائرة كهربائية قصيرة 4.64mAcm-2 ، وعامل التعبئة 0.637 و كفاءة 1.96٪. خلية (ITO/TiO2-Humic Acid/CNT/IT) تشكل دائرة فولطية مفتوحة (Voc) 0.568V ، كثافة تيار 5.86mAcm-2 للدائرة الكهربائية القصيرة ، عامل تعبئة 0.563 و كفاءة 1.87٪. خلية (ITO/TiO2- Red Onion/CNT/ITO)تشكل دائرة مفتوحة بفولطية (Voc) 0.445V ، كثافة تيار 5.3mAcm-2 للدائرة الكهربائية القصيرة ، عامل تعبئة 0.67 وكفاءة 1.58٪. | en_US |
dc.description.callnumber | t TK 2963 D94 A2867F 2020 | en_US |
dc.description.identifier | Thesis : Fabrication and characterization of dye sensitized solar cells using natural dyes / by Nafees Ahmed | en_US |
dc.description.identity | t11100429211NafeesAhmed | en_US |
dc.description.kulliyah | Kulliyyah of Engineering | en_US |
dc.description.notes | Thesis (MSMAT)--International Islamic University Malaysia, 2020. | en_US |
dc.description.physicaldescription | xvii, 106 leaves : colour illustrations ; 30cm. | en_US |
dc.description.programme | Master of Science (Materials Engineering) | en_US |
dc.identifier.uri | https://studentrepo.iium.edu.my/handle/123456789/7135 | |
dc.language.iso | en | en_US |
dc.publisher | Kuala Lumpur : Kulliyyah of Engineering, International Islamic University Malaysia, 2020 | en_US |
dc.subject.lcsh | Dye-sensitized solar cells -- Testing | en_US |
dc.subject.lcsh | Solar cells -- Materials | en_US |
dc.title | Fabrication and characterization of dye sensitized solar cells using natural dyes | en_US |
dc.type | Master Thesis | en_US |
dspace.entity.type | Publication |
Files
License bundle
1 - 1 of 1