Синтез і характеристики сонячного елементу з тонкоплівковим TiO2 електродом сенсибілізованого барвником

  • Varsha Yadav Фізичний факультет, Раджастан, Банасталі Відяпіт, Індія https://orcid.org/0000-0003-1990-5910
  • Swati Chaudhary Фізичний факультет, 304022 Раджастан, Банасталі Відяпіт, Індія https://orcid.org/0000-0002-8504-3602
  • Saral Kumar Gupta Фізичний факультет, 304022 Раджастан, Банасталі Відяпіт, Індія https://orcid.org/0000-0002-0446-8984
  • Ajay Singh Verma Фізичний факультет, Раджастан, Банасталі Відяпіт, Індія https://orcid.org/0000-0001-8223-7658
DOI: https://doi.org/10.26565/2312-4334-2020-3-16
Ключові слова: сонячний елемент, нанокристалічний TiO2, морфологія поверхні, робочі характеристики, рутенієвий барвник, імпедансна спектроскопія

Анотація

Сенсибілізовані барвником сонячні елементи (DSSC) є значною альтернативою звичайним сонячним елементам на основі кремнію з p-n-переходом через їх низьку вартість виготовлення і високу ефективність перетворення енергії, гарного співвідношення ціна/ефективність. У цій роботі пристрої DSSC були виготовлені зі скляної підкладки, яка містить оксид олова легованого фтором (FTO), компактного шару TiO2 нанесеного на FTO, рутенієвого (II) барвника (N719), йодид-трійодідного електроліту і платинового (Pt) протиструминного електрода. Були підготовлені фотоанод з тонкоплівковими шарами з TiO2 і платиновий протиструминний електрод (фотокатод). Польовий емісійний електронний мікроскоп (FESEM) використовувався для дослідження морфології поверхні шарів з TiO2. Ефективність пристроїв DSSC (сенсибілізовані барвником сонячні елементи) оцінювалася за характеристиками J-V. Виготовлені пристрої показали високу ефективність перетворення енергії. Характеристики електрохімічного імпедансу були проаналізовані шляхом приведення експериментальних результатів до відповідних даних, змодельованих на основі еквівалентної електричної схеми.

Завантаження

##plugins.generic.usageStats.noStats##

Посилання

O. K. Simya, M. Selvam, A. Karthik, V. Rajendran, Synth. Met. 188, 124–129 (2014), https://doi.org/10.1016/j.synthmet.2013.12.005.

S. Battersby, Proc. Natl. Acad. Sci. 116, 7-10 (2019), https://doi.org/10.1073/pnas.1820406116.

M. Grätzel, J. Photochem. Photobiol. C Photochem. Rev. 4, 145–153 (2003), https://doi.org/10.1016/S1389-5567(03)00026-1.

K. Ebrahim, Sol. Cells - Dye. Devices, InTech. 171-204 (2012), https://doi.org/10.5772/19749.

W. Jarernboon, S. Pimanpang, S. Maensiri, E. Swatsitang, and V. Amornkitbamrung, Thin Solid Films. 517, 4663–4667 (2009), https://doi.org/10.1016/j.tsf.2009.02.129.

D. Wei, Int. J. Mol. Sci. 11, 1103–13 (2010), https://doi.org/10.3390/ijms11031103.

S. Bose, V. Soni, and K.R. Genwa, Int. J. Sci. Res. Publ. 5, 2250–3153 (2015), http://www.ijsrp.org/research-paper-0415.php?rp=P403882.

B.O. Regan, and M. Gratzel, Nature, 353, 737–740 (1991), https://doi.org/10.1038/353737a0.

C. Cavallo, F. Di Pascasio, A. Latini, M. Bonomo, and D. Dini, J. Nanomater. 2017, 1–31 (2017), https://doi.org/10.1155/2017/5323164.

J. Gong, K. Sumathy, Q. Qiao, and Z. Zhou, Renew. Sustain. Energy Rev. 68, 234–246 (2017), https://doi.org/10.1016/j.rser.2016.09.097.

S. Yun, J.N. Freitas, A.F. Nogueira, Y. Wang, S. Ahmad, and Z.S. Wang, Prog. Polym. Sci. 59, 1–40 (2016), https://doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2015.10.004.

M. Eslamian, and J. Newton, Coatings. 4, 85–97 (2014), https://doi.org/10.3390/coatings4010085.

A. Jena, S.P. Mohanty, P. Kumar, J. Naduvath, V. Gondane, P. Lekha, J. Das, H.K. Narula, S. Mallick, and P. Bhargava, Trans. Indian Ceram. Soc. 71, 1–16 (2012), https://doi.org/10.1080/0371750X.2012.689503.

K. Miettunen, J. Vapaavuori, A. Tiihonen, A. Poskela, P. Lahtinen, J. Halme, and P. Lund, Nano Energy. 8, 95–102 (2014), https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2014.05.013.

B. Siwach, D. Mohan, S. Sharma, and D. Jyoti, Bull. Mater. Sci. 40, 1371–1377 (2017), https://doi.org/10.1007/s12034-017-1492-z.

T. Phonkhokkong, T. Thongtem, S. Thongtem, A. Phuruangrat, and W. Promnopas, Dig. J. Nanomater. Biostructures. 11, 81–90 (2016), http://www.chalcogen.ro/81_Phonkhokkong.pdf.

T.V. Nguyen, H.C. Lee, and O.B. Yang, Sol. Energy Mater. Sol. Cells. 90, 967–981 (2006), https://doi.org/10.1016/j.solmat.2005.06.001.

S. Xuhui, C. Xinglan, T. Wanquan, W. Dong, and L. Kefei, AIP Adv. 4, 031304 (2014), https://doi.org/10.1063/1.4863295.

S. Widodo, G. Wiranto, and M.N. Hidayat, Energy Procedia. 68, 37–44 (2015), https://doi.org/10.1016/j.egypro.2015.03.230.

A. Karmakar, and J. Ruparelia, in International Conference on Current Trends in Technology, NUiCONE, (IEEE, Piscataway, 2011), pp. 1 6.

D.L. Domtau, J. Simiyu, E.O. Ayieta, L.O. Nyakiti, B. Muthoka, and J.M. Mwabora, Surf. Rev. Lett. 24, 1750065 (2017), https://doi.org/10.1142/S0218625X17500652.

B. Alfa, M.T. Tsepav, R.L. Njinga, and I. Abdulrauf, Appl. Phys. Res. 4, 48-56 (2012), https://doi.org/10.5539/apr.v4n1p48.

A.F. Ole, G.N.C. Santos, and R.V Quiroga, Int. JSER, 3, 1-7 (2012).

L. Wei, P. Wang, Y. Yang, Z. Zhan, Y. Dong, W. Song, and R. Fan, Inorg. Chem. Front. 5, 54–62 (2018), https://doi.org/10.1039/C7QI00503B.

Z.A. Shah, K. Zaib, and A. Khan, J. Fundam Renewable Energy Appl. 7, 4-6 (2017).

H. Yu, S. Zhang, H. Zhao, G. Will, and P. Liu, Electrochim. Acta. 54, 1319-1324 (2009), https://doi.org/10.1016/j.electacta.2008.09.025.

J.C. Chou, C.M. Chu, Y.H. Liao, C.H. Lai, Y.J. Lin, P.H. You, W.Y. Hsu, C.C. Lu, and Y.H. Nien, IEEE J. Electron Devices Soc. 5, 32-39 (2017).

A. Upadhyaya, C.M. Singh Negi, A. Yadav, S.K. Gupta, and A.S. Verma, Superlattices Microstruct. 122, 410-418 (2018).

N. Sharma, C.M.S. Negi, A.S. Verma, and S.K. Gupta, J. Electron. Mater. 47, 7023-7033 (2018), https://doi.org/10.1007/s11664-018-6629-3.

A.S. Verma, A. Upadhyaya, S.K. Gupta, A. Yadav, and C.M.S. Negi, Semicond. Sci. Technol. 33, 065012 (2018), https://doi.org/10.1088/1361-6641/aac066.

Опубліковано
2020-08-13
Цитовано
Як цитувати
Yadav, V., Chaudhary, S., Gupta, S. K., & Verma, A. S. (2020). Синтез і характеристики сонячного елементу з тонкоплівковим TiO2 електродом сенсибілізованого барвником. Східно-європейський фізичний журнал, (3), 129-133. https://doi.org/10.26565/2312-4334-2020-3-16
Номер
№ 3 (2020): Східно-європейський фізичний журнал
Розділ
Статті

Авторське право (c) 2020 Варша Ядав, Сваті Чаддхарі, Сарал Кумар Гупта, Аджай Сінгх Верма

Ліцезія Creative Commons

Цю роботу ліцензовано за Міжнародня ліцензія Creative Commons Attribution 4.0.

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

    • Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
    • Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
    • Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).