ประสิทธิภาพเซลล์พลังงานแสงอาทิตย์ชนิดสีย้อมไวแสงของท่อนาโน-อนุภาคนาโนจากแร่ลูโคซีนของไทย

Abstract

ปัจจุบันวัสดุไททาเนตและไททาเนียมไดออกไซด์มีประยุกต์ใช้ งานทางด้านพลังงานและสิ่งแวดล้อม เช่น วัสดุกึ่งตัวนำในเซลล์ แสงอาทิตย์ชนิดสีย้อมไวแสง วัสดุบำบัดน้ำเสีย วัสดุตัวเร่งปฏิกิริยา อุปกรณ์ตรวจสอบก๊าซ และอื่นๆ ในงานวิจัยนี้ท่อนาโน-อนุภาคนาโน ถูกสังเคราะห์ขึ้นผ่านกระบวนการไฮโดรเทอร์มัลโดยการผสมแร่ลูโคซีน ลงในโซเดียมไฮดร็อกไซด์ที่มีความเข้มข้น 10 โมล่าร์ ที่อุณหภูมิ 105 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 24 ชั่วโมง รูปร่าง ขนาด โครงสร้างผลึก พื้นที่ ผิวจำ เพาะ ของวัสดุนาโนที่เตรียมได้ ถูกวิเคราะห์โดยใช้ กล้อง จุลทรรศน์อิเล็คตรอนแบบส่องกราด (SEM) กล้องจุลทรรศน์อิเล็คตรอ นแบบส่องผ่าน (TEM) เอ็กซ์เรย์ดิฟแฟรกชัน (XRD) และเครื่องวัด พื้นที่ผิวจำเพาะด้วยเทคนิค Brunauer-Emmett-Teller (BET) จาก การศึกษาพบว่าท่อนาโนมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกประมาณ 8 - 10 นาโนเมตร เส้นผ่านศูนย์กลางภายในประมาณ 3 - 4 นาโนเมตร และมีขนาดของอนุภาคประมาณ 20-50 นาโนเมตร ค่าพื้นที่ผิวจำเพาะ (BET surface area) และปริมาตรรูพรุนประมาณ 144.79 ตร.ม./กรัม และ 1.0335 ลบ.ซม./กรัม ตามลำดับ ซึ่งวิธีการเตรียมนี้เป็นวิธีการ เตรียมที่ไม่ยุ่งยากสำหรับวัสดุท่อนาโนจากวัสดุราคาถูก ด้วยชุดถัง ปฏิกรณ์ที่ออกแบบและผลิตขึ้นเองในประเทศ และนำวัสดุท่อนาโนที่ เตรียมได้ไปทดลองประยุกต์ใช้ในเซลล์พลังงานแสงอาทิตย์ชนิดสีย้อม ไวแสง โดยเมื่อผสมวัสดุท่อนาโนไททาเนตจากแร่ลูโคซีนกับไททา เนียมไดออกไซด์เชิงพาณิชย์(P25)จะให้ประสิทธิภาพ 3.16%