Dye-Sensitized Solar Cells Efficiency of Nanotubes-Nanoparticles from Thai Leucoexene Mineral
โดย ธนกร วิรุฬห์มงคล, พิสุทธิ์ เจริญรัตน์, ณัฐพร โทณานนท์ และ สรพงษ์ ภวสุปรีย์
ปี 2554
Abstract
ปัจจุบันวัสดุไททาเนตและไททาเนียมไดออกไซด์มีประยุกต์ใช้งานทางด้านพลังงานและสิ่งแวดล้อม เช่น วัสดุกึ่งตัวนำในเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดสีย้อมไวแสง วัสดุบำบัดน้ำเสีย วัสดุตัวเร่งปฏิกิริยาอุปกรณ์ตรวจสอบก๊าซ และอื่นๆ ในงานวิจัยนี้ท่อนาโน-อนุภาคนาโนถูกสังเคราะห์ขึ้นผ่านกระบวนการไฮโดรเทอร์มัลโดยการผสมแร่ลูโคซีนลงในโซเดียมไฮดร็อกไซด์ที่มีความเข้มข้น 10 โมล่าร์ ที่อุณหภูมิ 105องศาเซลเซียส เป็นเวลา 24 ชั่วโมง รูปร่าง ขนาด โครงสร้างผลึก พื้นที่ผิวจำ เพาะ ของวัสดุนาโนที่เตรียมได้ ถูกวิเคราะห์โดยใช้ กล้องจุลทรรศน์อิเล็คตรอนแบบส่องกราด (SEM) กล้องจุลทรรศน์อิเล็คตรอนแบบส่องผ่าน (TEM) เอ็กซ์เรย์ดิฟแฟรกชัน (XRD) และเครื่องวัดพื้นที่ผิวจำเพาะด้วยเทคนิค Brunauer-Emmett-Teller (BET) จากการศึกษาพบว่าท่อนาโนมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกประมาณ 8-10 นาโนเมตร เส้นผ่านศูนย์กลางภายในประมาณ 3 – 4 นาโนเมตรและมีขนาดของอนุภาคประมาณ 20-50 นาโนเมตร ค่าพื้นที่ผิวจำเพาะ(BET surface area) และปริมาตรรูพรุนประมาณ 144.79 ตร.ม./กรัมและ 1.0335 ลบ.ซม./กรัม ตามลำดับ ซึ่งวิธีการเตรียมนี้เป็นวิธีการเตรียมที่ไม่ยุ่งยากสำหรับวัสดุท่อนาโนจากวัสดุราคาถูก ด้วยชุดถังปฏิกรณ์ที่ออกแบบและผลิตขึ้นเองในประเทศ และนำวัสดุท่อนาโนที่เตรียมได้ไปทดลองประยุกต์ใช้ในเซลล์พลังงานแสงอาทิตย์ชนิดสีย้อมไวแสง โดยเมื่อผสมวัสดุท่อนาโนไททาเนตจากแร่ลูโคซีนกับไททาเนียมไดออกไซด์เชิงพาณิชย์(P25)จะให้ประสิทธิภาพ 3.16%