الملخص :

الخلايا الشمسية المستحثة بالصبغيات الطبيعية هي نوع من أنواع الخلايا الشمسية الحديثة، تندرج ضمن الجيل الثالث للخلايا الشمسية، فهي خلايا شمسية ذات تكلفة منخفضة وكفاءة جيدة بالإضافة لكونها صديقة للبيئة، في الخلايا الشمسية المستحثة بالصبغيات الطبيعية، تكون الصبغيات هي المصدر الرئيسي للطاقة فهي التي تمتص الفوتونات وتحولها إلى طاقة كهربائية. هناك العديد من الأبحاث المتعلقة بهذا النوع من الخلايا الشمسية ومحاولة تحسين أدائها.

عندما تسقط الفوتونات الأشعة الشمسية على الخلية الشمسية فإن الصبغيات تقوم بامتصاصها، مما يؤدي لتأكسد جزيئات الصبغيات، فتنتقل الالكترونات من جزيئات الصبغيات إلى التركيب النانوي لثاني أكسيد التيتانيوم ومن ثم تعبر من خلاله إلى القطب السالب للخلية الشمسية مما يؤدي إلى نشوء تيار وفرق جهد كهربائيان في الحمل الكهربائي.

في هذه الأطروحة تم التركيز على دراسة تركيب الخلايا الشمسية المستحثة بالصبغيات الطبيعية ومحاولة تحسين أداءها عن طريق دمجها مع جسيمات نانوية من الفضة للحصول على كفاءة أكبر. تم حضير العديد من الخلايا الشمسية باستخدام الصبغيات طبيعية، هذا بالإضافة إلى تحضير جسيمات نانوية بطريقة آمنة بينيا وسهلة التحضير باستخدام الصبغيات الطبيعية واستخدامها في تلك الخلايا الشمسية. وقد تمت دراسة و تقييم الصبغيات والمواد النانوية بواسطة عدة طرق منها قياس أطياف الامتصاص والفلورة، وأيضا تم دمج هذه الصبغيات وجسيمات الفضة النانوية داخل الخلايا الشمسية. وكما تم اختبار بنية الأقطاب بواسطة المجهر الالكتروني والأشعة السينية ، وفي الختام تم القيام بالقياسات الكهربائية المعتمدة لتحديد كفاءة الخلية الشمسية المصنعة.

حضرت الخلايا الشمسية المستحثة بالصبغيات الطبيعية والخلايا الشمسية النانوية المدمجة بالصبغيات الطبيعية باستخدام ثاني اكسيد التيتانيوم كطبقة شبة موصلة مع ست صبغيات طبيعية مستخلصة من بتلات الزعفران، وأوراق الميرمية، وأعواد القرفة، وبذور القرنفل، بالإضافة إلى قشور ثمر الرمان و ثمر الجمبولان من خلال البحث وجد أن أوراق الميرمية وأعواد القرفة هي صبغيات ممتازة في تحضير المواد النانوية، كما أنها ساهمت بتحسين كفاءة الخلايا بشكل مقبول، ووجد أن أفضل كفاءة للخلايا الشمسية التي تم تصنيعها كانت لتلك التي حوت صبغيات لمستخلص أوراق الميرمية وجسيمات الفضة النانوية حيث بلغت 0.11% بينما أفضل عامل ملا (FF) كان من نصيب أعواد القرفة ومادة الفضة النانوية بنسبة 64.5% .
كشفت قياساتنا التجريبية أن بعض الصبغيات المستخلصة من بتلات الزعفران، أوراق الميرمية، و أعواد القرفة، وبذور القرنفل، بالإضافة إلى قشور ثمر الرمان هي مصدر ممتاز لتحضير الجسيمات النانوية واستخدامها في العديد من التطبيقات. كما أن لبعضها القابلية لتكون مصدر واعد الصبغيات مستخلصة فاعلة في الخلايا الشمسية المستحثة بالصبغيات الطبيعية.