Розробка одношарового TiO₂ фотоанода для сонячних елементів, сенсибілізованих барвником (DSSC)
Анотація
Сонячні елементи, сенсибілізовані барвником (DSSC), вважаються перспективною недорогою та гнучкою альтернативою традиційним фотоелектричним технологіям на основі кремнію. У цій роботі представлено виготовлення та аналіз DSSC на основі одношарового наноструктурованого TiO₂ фотоанода. Запропонована архітектура елемента спрощена шляхом виключення традиційної двошарової конфігурації, що зменшує складність виготовлення та витрату матеріалів. Були систематично досліджені електрохімічні та фотоелектричні характеристики пристроїв. Ефективність перетворення енергії розробленої одношарової конструкції приблизно вдвічі вища, ніж у звичайної двошарової комірки. Підвищення продуктивності пояснюється зниженням внутрішнього опору, покращеним транспортом електронів та пригніченням рекомбінації зарядів. Результати демонструють потенціал спрощених одношарових архітектур DSSC для прозорих, гнучких та недорогих застосувань збору енергії.
Завантаження
Посилання
M. Grätzel, “Recent advances in sensitized mesoscopic solar cells,” Accounts of Chemical Research, 42 (11), 1788–1798 (2009). https://doi.org/10.1021/ar900141y
K. Hong, R. Song, and H. Chen, “Nature-inspired hierarchical nanostructures as optimal photoanode in dye-sensitized solar cells,” Materials Today Energy, 54, 102099 (2025). https://doi.org/10.1016/j.mtener.2025.102099
L. Wei, X. Xu, L. Zhao, J. Liu, R. Wang, and X. Zhang, “Design and fabrication of layered TiO₂/rGO composited photoanode and its photovoltaic performance regulation for dye-sensitized solar cells,” Optical Materials, 154, 115709 (2024). https://doi.org/10.1016/j.optmat.2024.115709
B. O’Regan, and M. Grätzel, “A low-cost, high-efficiency solar cell based on dye-sensitized colloidal TiO₂ films,” Nature, 353, 737–740 (1991). https://doi.org/10.1038/353737a0
A. Hagfeldt, G. Boschloo, L. Sun, L. Kloo, and H. Pettersson, “Dye-sensitized solar cells,” Chemical Reviews, 110, 6595–6663 (2010). https://doi.org/10.1021/cr900356p
M. Grätzel, “Dye-sensitized solar cells,” Journal of Photochemistry and Photobiology C: Photochemistry Reviews, 4, 145–153 (2003). https://doi.org/10.1016/S1389-5567(03)00026-1
O.O. Mamatkarimov, B. Uktamaliyev, and A.A. Abdukarimov, “Determination of ionic conductivity of polymer electrolytes in Li-ion batteries using electrochemical impedance spectroscopy,” An International Multidisciplinary Research Journal, 11(7), 141–146 (2021). https://doi.org/10.5958/2249-7137.2021.01735.3
N. Sharibaev, and A. Ergashov, “Mathematical modeling of processes in a dye-sensitized photocell,” Journal of Physics: Conference Series, 2373(7), 072044 (2022). https://doi.org/10.1088/1742-6596/2373/7/072044
N.Y. Sharibayev, M.M. Kakharov, S.S. Kakharov, and A.Q. Ergashev, “Determination of the characteristics of polymer-containing electronic elements using a mobile device,” Turkish Journal of Computer and Mathematics Education, 12(4), 61–68 (2021).
Q. Zhang, and G. Cao, “Nanostructured photoelectrodes for dye-sensitized solar cells,” Nano Today, 6(1), 91–109 (2011). https://doi.org/10.1016/j.nantod.2010.12.007
A.K. Arof, S. Amirudin, S.Z. Yusof, and I.M. Noor, “A method based on impedance spectroscopy to determine transport properties of polymer electrolytes,” Physical Chemistry Chemical Physics, 16, 1856–1867 (2014). https://doi.org/10.1039/C3CP53830C
E Aram, M Ehsani, and H.A. Khonakdar, “Improvement of ionic conductivity and performance of quasi-solid-state dye sensitized solar cells using PEO/PMMA gel electrolyte,” Thermochimica Acta, 615, 61–67 (2015). https://doi.org/10.1016/j.tca.2015.07.006
F. Azeez, and P.S. Fedkiw, “Conductivity of LiBOB-based electrolyte for lithium-ion batteries,” Journal of Power Sources, 195, 7627–7633 (2010). https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2010.06.021
Авторське право (c) 2026 С.С. Шаріпбаєв, О.О. Маматкарімов, Н.Ю. Шарібаєв, А.А. Абдукарімов, А.К. Ароф
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).
