การสังเคราะห์อนุภาคเงินระดับนาโนเมตรในหางน้ำยางธรรมชาติสำหรับเซลล์สุริยะชนิดสีย้อมไวแสงSynthesis of Silver Nanoparticles in Skim Natural Rubber for Dye-sensitized Solar Cell

Abstract

งานวิจัยนี้มุ่งเน้นสังเคราะห์อนุภาคเงินระดับนาโนเมตรในหางน้ำยางธรรมชาติ และศึกษารูปแบบที่เหมาะสมในการเจืออนุภาคเงินระหว่างชั้นของวัสดุกึ่งตัวนำไทเทเนียมไดออกไซด์ เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของเซลล์สุริยะชนิดสีย้อมไวแสง (Dye-sensitized Solar Cell; DSSC) โดยอาศัยหลักการเกิดพลาสมอนเรโซแนนซ์บนพื้นผิวของอนุภาคเงินระดับนาโนเมตรเพื่อเพิ่มกระแสไฟฟ้าในเซลล์ให้สูงขึ้น ผลการทดสอบประสิทธิภาพการเปลี่ยนรูปพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้า (Photoconversion Efficiency; PCE) พบว่าอัตราส่วนอนุภาคเงินต่อเอทานอลและรูปแบบการเจืออนุภาคเงินระหว่างชั้นไทเทเนียมไดออกไซด์มีผลต่อการเพิ่มขึ้นของค่าความหนาแน่นกระแสลัดวงจร (Short Circuit Current Density; Jsc) อย่างมีนัยสำคัญ โดยอัตราส่วนอนุภาคเงินต่อเอทานอลที่ 1 : 500 และการเจืออนุภาคเงินระหว่างชั้นของไทเทเนียมไดออกไซด์ 3 ชั้น ให้ประสิทธิภาพ PCE สูงสุด 4.3% เพิ่มขึ้นคิดเป็น 58.9% เปรียบเทียบกับประสิทธิภาพของเซลล์ทดสอบ DSSC ที่ไม่ได้เจือด้วยอนุภาคเงิน

This research focuses on synthesis of silver nanoparticles (AgNPs) in the skim natural rubber latex and study the doping pattern of AgNPs onto mesoporous nanocrystalline layers of TiO2 to improve the efficiency of Dye-Sensitized Solar Cell (DSSC). By the surface plasmon resonance effect of silver nanoparticles, the photocurrent of DSSC test devices can be increased. The result shows that the ratio of AgNPs to ethanol and the doping pattern in TiO2 film significantly affect the photocurrent density. DSSC test devices employing the ratio of AgNPs to ethanol 1 : 500 and the AgNPs doped between three layers of TiO2 film yield the best photoconversion efficiency of 4.3%, increased by 58.9% in comparison with those without AgNPs doping.