Experimental investigations on the performance characteristics of photo-galvanic and photo electrochemical solar cells
Foto-elektrokimyasal ve foto-galvanik pillerin performans karekteristiklerine yönelik deneysel incelemeler
- Tez No: 75637
- Danışmanlar: PROF. DR. İNCİ EROĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Metilen Mavisi, Güneş Pili, Elektrokimya, Yarı iletken. VI, Fotoelektrokimyasal piller, Fotogalvanik piller, Performans analizi, Methylene Blue, Solar Cell, Electrochemical, Semiconductor IV, Photoelectrochemical cells, Photo-galvanic cells, Performance analysis
- Yıl: 1998
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
öz FOTO-ELEKTROKİMYASAL VE FOTO-GALVANİK PİLLERİN PERFORMANS KARAKTERİSTİKLERİNE YÖNELİK DENEYSEL İNCELEMELER Bayer, İlker Ş. Yüksek Lisans, Kimya Mühendisliği Bölümü Tez Yöneticisi: Prof. Dr. İnci Eroğlu Ortak Tez Yöneticisi: Prof. Dr. Lemi Türker Eylül 1998, 114 sayfa Kararlı ve yenilenilebilen foto-elektrokimyasal güneş pilleri geliştirmek amacı ile delikli nikel plaka destekli yarı iletken elektrodlar, Metilen Mavisi (MM) boyası ve metal iyonları içeren (Fe2+, Fe3* ve Co2+) sulu çözeltiler içinde denenmiştir. Üç değişik türde elektokimyasal piller geliştirildi. Ceketli ve İki Hazneli Pil (JTC), Su Ceketli Tek Hazneli Pil (JSC) ve Su Ceketli Sinterli Camla Ayrılmış İki Hazneli Pil (JTSGC). Ti02, W03, Sb2S5, Pb02 ve Al203 tozları delikli Ni destek üzerinde 350°C sıcaklık ve 250 kg/m2 basınçta sinterlenerek yarı iletken elektrod olarak kullanılmışlardır. Karşı elektrod olarak delikli nikel plaka kullanılmıştır.Tüm performans deneyleri 5x1 0"5 molalık Metilen Mavisi (MM) çözeltisi kullanılarak ve 70 W/m2 ışık şiddeti altında yapıldı. Performans deneyleri, pillerin çevresindeki su ceketlerindeki suyun yardımı ile 25°C yapıldı. On dört farklı JSC sistemi birbiri ile karşılaştırıldı. Bunlar arşından en iyi performası sergileyen bulundu. Sekiz farklı JTC sistemi de benzer şekilde performans açısından karşılaştırıldı. Pillerin karanlık ve aydınlıktaki açık devre voltaj davranışları incelendi. Karanlık ve aydınlık açık devre voltajlarının iki saat süreyle sabit kalması gözlemlendikten sonra, devreler kapatılarak voltaj-akım değerleri ölçüldü ve eğrileri bulundu. JSC ve JTC sistemleri için çok uzun süreli kararlılık deneyleri yapılmadı. Nİ-VVO3/MB, Fe+2/Ni-mesh ve Ni-Pb02/MB, Fe+2/Ni-mesh pilleri JSC sınıfında en iyi ve effektif piller olarak görüldü ve Ni/MB, Fe+2//MB, Fe+2/Ni pilinde % 6.42 verim alındı. Uzun vadeli kararlılık ve tekrarlanabilirlik deneyleri JTSGC sistemleri üzerinde yapıldı. Bu sistemdeki her iki elektod da delikli nikel plakalardı. Sistemin elektrolitik solüsyonu değiştirilerek altı değişik pil yapısı elde edildi. Bu deneylerden elde edilen en önemli sonuç Fe2+ kaynağının çok önemli olduğudur. Bunun nedeni olarak, bu iyonun çeşitli kompleks tepkimelerine katılması önerildi. Sonuç olarak, uzun vadeli fotogalvanik pil kararlılığı ve tekrarlanabilirliği deneysel olarak gözlemlendi ve bu pillerin daha dayanıklı yapılması ve tekrarlanabilir performans vermelerine yönelik çeşitli engeller ve bulgular tartışıldı. Metilen Mavisinin yarı iletkenlerle birlikte kullanılarak geliştirilen piller ise yüksek düzeyde verimlilik vermelerine karşın mevcut kararsızlık sorunlarının çözülerek bu pillerin daha da geliştirilmesi önerilmektedir.
Özet (Çeviri)
ABSTRACT EXPERIMENTAL INVESTIGATIONS ON THE PERFORMANCE CHARACTERISTICS OF PHOTO-GALVANIC AND PHOTO- ELECTROCHEMICAL SOLAR CELLS Bayer, İlker S. M. Sc, Department of Chemical Engineering Supervisor: Prof. Dr. İnci Eroğlu Co-supervisor: Prof. Dr. Lemi Türker September 1998, 114 pages Ni-Mesh supported semiconductor (SC) electrodes were coupled with aqueous Methylene Blue (MB) and metal ion (Fe2+, Fe3*, Co+2) solutions in order to develop a stable, reproducible and efficient photo-electrochemical solar cell. Three different electrochemical cell designs were developed. Jacked Two Compartment Cell (JTC), Jacketed Single Cell (JSC) and Jacketed Two Compartment Sintered Glass Separated Cell (JTSGC). Powdered Ti02, W03, Sb2S5, Pb02 and Al203 compounds were sintered at 350°C and 250 kg/m2 on the Ni-mesh support and used as the semiconductor electrode. Opposing (counter) electrode was Ni-mesh. Most of the performance tests were carried out at 25°C and 5x1 0"5 M MB at 70 W/m2 light intensity. Performance tests were conducted at 25°C with the help of cooling water circulation inside the jackets. Fourteen iiiexperimental cases were compared in order to select the best JTC, JSC configuration. Cell open circuit voltage was monitored against time in darkness and also under illumination. When the dark and light open circuit voltage (OCV) remained unchanged for two (2) hours, the circuits were closed and voltage-current experiments were conducted. No long term stability and reproducibility tests were done for JTC and JSC configurations. Ni-WCVMB, Fe+2/Ni-mesh and Ni-Pb02/MB, Fe+2/Ni- mesh configurations gave the highest cell efficiencies in the JSC class, and Ni/MB, Fe+2//MB, Fe+2/Ni gave a 6.42 % efficiency in the JTC photo-galvanic system. Long term stability and reproducibility experiments were conducted on JTSGC configuration. Both of the electrodes of this configuration were Ni- mesh. Six different cell configurations were obtained by modifying the electrolyte solution. It was understood that the source of the reducer (Fe+2) is very important due to the complex reaction mechanisms involved in photo- galvanic solutions. In conclusion, the reproducibility and stability of photo-galvanic cells were observed and various reasons were discussed as to how these cells can be made stable and at the same time more efficient. In addition, coupling of a photo-chemical ly active MB solution with an SC electrode resulted in more promising cell efficiencies but their long term stability still remains to be developed further.
Benzer Tezler
- Düzgün olmayan alanda SF6, N2 ve SF6+N2 gazlarında boşalma gerilimlerine elektrod yüzey pürüzlülüğünün etkileri
Effects of electrode surface roughness on corona inception and breakdown voltages in SF6, N2 and SF6+N2 in non-uniform fields
MURTAZA FARSADİ
Doktora
Türkçe
1989
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. MUZAFFER ÖZKAYA
- İki-elemanlı bir profil sisteminde yüksek basınç gradyantlı flap üstü akım alanının incelenmesi
Başlık çevirisi yok
SERHAT AYDOĞAN
- Tandem halde bir kanat profilinin taşıma ve yunuslama karakteristiklerinin incelenmesi
Investigation of the lift and pitching moment characteristics of an airfoil in tandem arrangement
M. ADİL YÜKSELEN
- DGM'li gerilim dalgalarıyla beslenen asenkron motorlarda harmoniklerin etkileri
The Analysis of PWM-harmonic effects in selecting two induction motors for inverter drive systems
MUSTAFA KIYI
Yüksek Lisans
Türkçe
1992
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiDOÇ. DR. A. FAİK MERGEN