สืบค้นงานวิจัย
พลังงานทดแทน: การผลิตต้นแบบเซลล์แสงอาทิตย์สีย้อมไวแสง/พอลิเมอร์แบบดัดง่ายจากแหล่งวัตถุดิบในประเทศ
รัตนวรรณ มกรพันธุ์ - จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
ชื่อเรื่อง: พลังงานทดแทน: การผลิตต้นแบบเซลล์แสงอาทิตย์สีย้อมไวแสง/พอลิเมอร์แบบดัดง่ายจากแหล่งวัตถุดิบในประเทศ
ชื่อเรื่อง (EN): Renewable Energy: Prototype of Flexible Dye Sensitized/Polymer Solar Cell from Local Raw Materials
บทคัดย่อ: บทคัดย่อ สำนักงานคณะกรรมการวิจัยแห่งชาติ ---------------------------------------------------- ชื่อโครงการ. พลังงานทดแทน: การผลิตต้นแบบเซลล์แสงอาทิตย์สีย้อมไวแสง/พอลิเมอร์แบบดัดง่ายจากแหล่งวัตถุดิบในประเทศ (ภาษาอังกฤษ) Renewable Energy: Prototype of Flexible Dye Sensitized/Polymer Solar Cell from Local Raw Materials ชื่อผู้วิจัย ดร. รัตนวรรณ มกรพันธุ์ (หัวหน้าโครงการ) ตำแหน่งทางวิชาการ รองศาสตราจารย์ หน่วยงานที่สังกัด วิทยาลัยปิโตรเลียมและปิโตรเคมี จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย โทร 02-284133 ได้รับทุนอุดหนุนการวิจัยประเภท.งบแผ่นดิน ประจำปี.2555-2556 .จำนวนเงิน 2,150,000 บาท ระยะเวลาทำการวิจัย. 24 เดือน .ตั้งแต่. ตุลาคม 2554 .ถึง. กันยายน 2556 . การศึกษาสมรรถภาพของเซลล์แสงอาทิตย์สีย้อมไวแสงด้วยการปรับปรุงองค์ประกอบหลักทั้งสี่ของเซลล์ได้แก่ สีย้อม(ธรรมชาติ) สารกึ่งตัวนำ(เซรามิคและพอลิเมอร์อินทรีย์) อิเลกโตรไลต์(เจล) และแผ่นอิเลกโทรด(ดัดงอได้) พบว่าเซลล์แสงอาทิตย์ซิงค์ออกไซด์(ความหนา 6 ไมครอน)สีย้อมธรรมชาติสกัดด้วยแอลกอฮอล์และน้ำ 5 ชนิดคือสีเขียวใบยอ สีแดงไม้ฝาง สีเหลืองดอกทานตะวัน สีม่วงข้าวหอมนิล และสีเหลืองดอกคำฝอย และใช้อิเลกโตรไลต์ของเหลวพบว่าประสิทธิภาพของเซลล์เนื่องจากสีย้อมธรรมชาติเป็นลำดับดังนี้ 0.007% 0.002% 0.001% 0.0002% และ 0.00007% สีดอกคำฝอยและข้าวสีนิลมีกระแสลัดวงจรและแรงดันวงจรเปิดต่ำสุด ในขณะที่สีใบยอและสีไม้ฝางมีค่าทั้งสองสูงสุด เมื่อใช้สีเขียวใบยอ ประสิทธิภาพเซลล์จะสูงขึ้น (0.022%) ด้วยสีใบยอเมื่อเพิ่มความหนาของซิงค์ออกไซด์ด้วยการปาดดอกเตอร์เบลดจนถึง 10.7 ไมครอน เมื่อเปลี่ยนวิธีเตรียมฟิล์มซิงค์ออกไซด์มาเป็นการเคลือบด้วยไฟฟ้า 15-24 โวล์ต 5-20 นาที ชั้นฟิล์มซิงค์ออกไซด์ยังคงโครงสร้างเวอร์ตไซท์ และหนาขึ้นถึง 26.7 ไมครอน ที่สภาวะการเคลือบคงที่ 5 นาที ยิ่งเพิ่มแรงดันไฟฟ้า ประสิทธิภาพเซลล์จะเพิ่มขึ้น ที่ 21-24 โวล์ (ซิงค์ออกไซด์หนา 7 ไมครอน) ประสิทธิภาพเป็น 0.014% เมื่อตั้งสภาวะแรงดันคงที่ 15 โวล์ต ประสิทธิภาพก็ยิ่งเพิ่มตามเวลาเคลือบเป็น 0.023% ที่เวลาเคลือบ 20 นาที ซิงค์ออกไซด์หนา 18.2 ไมครอน) เพราะเวลาเคลือบมากขึ้นมีผลต่อความหนาที่เพิ่มมากอย่างรวดเร็ว ทำให้กระแสลัดวงจรเพิ่มขึ้นรวดเร็วเช่นกัน ชี้ชัดว่าเวลาเคลือบมีผลต่อประสิทธิภาพมากกว่าแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ในการเคลือบไฟฟ้า เมื่อปรับปรุงสารกึ่งตัวนำด้วยการควบซิงค์ออกไซด์กับพอลิไธโอฟีนที่นำไฟฟ้าได้ดี โดยการปาดดอกเตอร์เบลดซิงค์ออกไซด์และสังเคราะห์พอลิไธโอฟีนแบบไฟฟ้าเคมี พบว่าพอลิไธโอฟีนเคลื่อนผ่านชั้นซิงค์ออกไซด์ไปเคลือบบนผิวกระจกเอฟทีโอ และจากผลการดูดกลืนแสงอุลตร้าไวโอเลต-แสงที่มองเห็นพบว่าเกิดที่ต่ำกว่า 400 นาโนเมตร(ระดับพลังงานสูง) ทำให้ต้านการส่งผ่านอิเลกตรอนจากซิงค์ออกไซด์เข้าสู่วงจร ทำให้ทั้งกระแสลัดวงจร แรงดันวงจรเปิด และฟิลแฟกเตอร์ลดลง ประสิทธิภาพเซลล์จึงลดลงจาก 0.006% เป็น 0.0007% ตามเวลาสังเคราะห์ 1-5 นาที การเพิ่มความเข้มข้นของมอนอเมอร์ไธโอฟีน 0.1-0.3 โมลลาร์เมื่อสังเคราะห์ก็เป็นผลให้ประสิทธิภาพลดอย่างรวดเร็ว เนื่องจากพอลิไธโอฟีนสีเข้มขึ้นแสงส่องผ่านน้อย อย่างไรก็ตามการควบซิงค์ออกไซด์กับพอลิไธโอฟีนมีผลให้ประสิทธิภาพเพิ่มมากกว่าใช้ซิงค์ออกไซด์เท่านั้นทั้งที่เตรียมโดยการปาดดอกเตอร์เบลดและเคลือบไฟฟ้า เมื่อใช้อณูควอนตัมแคดเมียมซัลไฟด์ควบกับสีย้อมใบยอ หรือสีสังเคราะห์ N719 ทำให้ประสิทธิภาพเซลล์เพิ่มขึ้นมากตามปริมาณอณูควอนตัม หรือเวลาการจุ่มสารละลายแคดเมียมไนเตรดและโซเดียมซัลไฟด์ มากที่สุดที่ 9 นาที อณูควอนตัมพบว่าเคลือบบนอนุภาคซิงค์ออกไซด์ เป็นผลให้กระแสลัดวงจร แรงดันวงจรเปิด และฟิลแฟกเตอร์เพิ่มขึ้น ได้ประสิทธิภาพสูงสุด 0.3%สำหรับสีใบยอ และ 1.3% สำหรับ N719 เมื่อเปลี่ยนมาใช้เจลอิเลกโตรไลต์บนแผ่นอิเลกโตรดพลาสติกดัดงอได้ที่เตรียมโดยการปรับผิวแผ่นพอลิคาร์บอเนตด้วยพลาสม่าเย็น 30 นาทีแล้วเติมกราฟีนเพื่อลดความต้านทางผิวแผ่นพลาสติกลงเหลือ 150 โอห์ม พบว่าเซลล์ที่ใช้อนุภาคนาโนไทเทเนียมไดออกไซด์ (0.0005%) ให้ประสิทธิภาพสูงกว่าอนุภาคนาโนซิงค์ออกไซด์ (0.0002%) ทั้งที่ใช้สีธรรมชาติกะหล่ำม่วงและ N719 (0.006% และ 0.004% สำหรับอนุภาคนาโนไทเทเนียมไดออกไซด์ และซิงค์ออกไซด์ตามลำดับ) ที่สำคัญคือการปรับปรุงเสถียรภาพของเซลล์แสงอาทิตย์สีย้อมไวแสงด้วยเจลอิเลคโตรไลต์ (ใช้สีกะหล่ำม่วงและอนุภาคไทเทเนียมไดออกไซด์)ต่ออนุกรม 6 เซลล์ที่ให้ค่าความต่างศักย์ 1.891 โวลต์ กระแสไฟฟ้า 0.01 แอมแปร์ สามารถทำให้เครื่องคิดเลขขนาด 1.5 โวลต์เปิดใช้งานต่อเนื่องได้ถึง 60 นาทีโดยไม่ต้องปิดผนึกเซลล์
บทคัดย่อ (EN): The performance of dye sensitized solar cell (DSSC) by changing its four main components, (natural) dye, semiconductors (ceramic and organic polymer), (gel) electrolyte and (Flexible) electrode was studied. Extracted by alcohol and water, the five natural dyes, green noni leaves, red sappan wood, yellow sunflower, purple black-rice, and yellow safflower) were applied on DSSC with zinc oxide (ZnO 6 micron thick) and liquid electrolyte yielding efficiency in order as following 0.007% 0.002% 0.001% 0.0002% and 0.00007%. Safflower and black rice showed the lowest short circuit current and open circuit voltage while noni leaves and sappan wood exhibited the highest. The green-noni leaves was then used, the efficiency (0.022%) of the DSSC increased with increasing ZnO thickness (10.7 microns) made by doctor blade method. When preparing ZnO film by electrochemical deposition method 15-24 volts, 5-20 min, the obtained ZnO layer was still wuzsite structure and increased upto 26.7 microns using 5 min and the more voltage, the higher efficiency. By using 21-24 volts, (7 microns thick of ZnO) the efficiency became 0.014%. At constant 15 volts for ZnO electrochemical deposition, the noni leaves-DSSC efficiency increased with increasing deposition time upto 0.023% for 20 min (18.2 microns thick of ZnO) because the thickness increased significantly with deposition time and so did the short circuit current. This indicated that the deposition time was more effective than the electrical voltage on the electrochemical deposition method. Further improving the semiconductor was carried out by incorporating ZnO with electrochemical synthesized polythiophene (PTH a good conductive polymer) and applying it by doctor-blade method. Polythiophene was able to pass ZnO layer and deposit on the surface of FTO glass. From UV-Visible absorption, the results showed the absorption band took place lower than 400 nm (high energy level); i.e. resisting the electron transfer to the circuit, lowering short circuit current, open circuit voltage and fill factor. So, the efficiency reduced from 0.006% to 0.0007% as synthesized time increased (1-5 min). Increasing thiophene monomer concentration (0.1-0.3 molar) yielded the large decrease in cell efficiency due to the darken color of PTH bringing lower transparency. However, the incorporating ZnO and PTH gave higher efficiency than using only ZnO for both doctor-blade and electrochemical deposition methods. Employing the noni leaves-natural dye or synthesized dye N719 together with cadmium sulfide (CdS) quantum dots (QD) significantly enhanced the efficicency as the amount of CdS or dipping time of camium nitrate and sodium sulfide solutions (maximum at 9 min) increased. CdS QD was deposited on the surface of ZnO resulting in increasing short circuit current, open circuit voltage and fill factor and obtaining the highest efficiency 0.3% for noni-leaves and 1.3% for N719. Next improvement was to use gel electrolyte and the flexible electrode which was prepared by 30 min-cold plasma treatment on surface of polycarbonate (PC) sheet followed by addition of grapheme to lower the PC surface resistance to 150 ohms. It was found that the efficiency of red-cabbage DSSC with titanium dioxide (TiO2) nanoparticles (0.0005%) was higher than that with ZnO (0.0002%) as well as N719 DSSC (0.006% for TiO2 and 0.004% for ZnO). Importantly, the stability of the DSSC (red cabbage dye and TiO2) was improved by using gel electrolyte; the series connection of 6 DSSC units gave 1.891 volts and 0.01 amps to operate a calculator size 1.5 volts continuously for 60 min without typical gluing the cell
บทคัดย่อ: ไม่พบข้อมูลจากหน่วยงานต้นทาง
ภาษา (EN): th
เผยแพร่โดย: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
คำสำคัญ: นาโนเคลย์
เจ้าของลิขสิทธิ์: สำนักงานคณะกรรมการวิจัยแห่งชาติ
หากไม่พบเอกสารฉบับเต็ม (Full Text) โปรดติดต่อหน่วยงานเจ้าของข้อมูล

การอ้างอิง

รัตนวรรณ มกรพันธุ์. "พลังงานทดแทน: การผลิตต้นแบบเซลล์แสงอาทิตย์สีย้อมไวแสง/พอลิเมอร์แบบดัดง่ายจากแหล่งวัตถุดิบในประเทศRenewable Energy: Prototype of Flexible Dye Sensitized/Polymer Solar Cell from Local Raw Materials". จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. 2556

รัตนวรรณ มกรพันธุ์. "พลังงานทดแทน: การผลิตต้นแบบเซลล์แสงอาทิตย์สีย้อมไวแสง/พอลิเมอร์แบบดัดง่ายจากแหล่งวัตถุดิบในประเทศRenewable Energy: Prototype of Flexible Dye Sensitized/Polymer Solar Cell from Local Raw Materials". จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. 2556. Print.



TARR Wordcloud:
พลังงานทดแทน: การผลิตต้นแบบเซลล์แสงอาทิตย์สีย้อมไวแสง/พอลิเมอร์แบบดัดง่ายจากแหล่งวัตถุดิบในประเทศ
รัตนวรรณ มกรพันธุ์
จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
30 กันยายน 2556
การผลิตถ่านกัมมันต์คุณภาพสูงจากวัตถุดิบในประเทศ สี การผลิต Inulin และ Oligofructose จากกล้วยเพื่อใช้เป็นสารเสริมอาหาร การศึกษาสมบัติการเปลี่ยนพลังงานแสงเป็นพลังงานไฟฟ้าของสีย้อมไวแสงที่สกัดจากพืชธรรมชาติสำหรับเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดสีย้อมไวแสงที่ใช้ไทเทเนียมไดออกไซด์เป็นฐาน การศึกษาพัฒนาสีย้อมธรรมชาติสำเร็จรูป และนำร่องการผลิตเชิงพาณิชย์ การสร้างต้นแบบโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดดายเซนซิไทซ์ที่เหมาะสมกับประเทศไทย การเตรียมฟิล์มบางไททาเนียมไดออกไซด์ความพรุนระดับนาโน ประยุกต์ใช้ในเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดสีย้อมไวแสง ศึกษาผลกระทบการเปลี่ยนแปลงสเปกตรัมของแสงอาทิตย์ที่มีต่อสมรรถนะทางไฟฟ้าของแผงเซลล์แสงอาทิตย์กลางแจ้ง การศึกษาการผลิตอาหารสุนัข การผลิตน้ำยาขนมจีนกึ่งสำเร็จรูป
คัดลอก URL
กระทู้ของฉัน
ผลการสืบค้นทั้งหมด โพสต์     เรียงลำดับจาก
พัฒนาระบบโดยศูนย์ความรู้เฉพาะด้านวิศวกรรมความรู้และวิศวกรรมภาษาDeveloped by Center of Excellence for Unified Knowledge and Language Engineering
สนับสนุนโดยสำนักงานพัฒนาการวิจัยการเกษตร (องค์การมหาชน)Supported by the Agricultural Research Development Agency (Public Organization)
แบบสำรวจความพึงพอใจQuestionair