مطالعه اثر الكتروليت بر عملكرد سلول خورشيدي حساس شده به مواد رنگزا بر پايه مواد رنگزاي ايندوليني

Investigation of Effect Electrolyte on Performance of Dye-Sensitized Solar Cells Based on Indoline Dyes

دو ماده رنگزاي آلي بر پايه ايندولين به عنوان ماده حساس به نور حاوي فنوتيازين به عنوان گروه الكترون دهنده و آكريليك اسيد (ماده رنگزاي 1) و سيانوآكريليك اسيد (ماده رنگزاي 2) به عنوان گروه الكترون گيرنده تهيه شد. خواص اسپكتروسكوپي مواد رنگزاي سنتز شده در محلول و در حالت جذب شده بر روي اكسيد روي مورد مطالعه قرار گرفت. طول موج ماكزيمم جذب ماده رنگزاي آلي در محلول 412 و 424 نانومتر و بر روي لايه اكسيد روي 429 و 438 نانومتر است. حداكثر زمان جذب مواد رنگزا بدون تجمع و رسوب بر روي فوتوالكترود اكسيد روي در حدود 10 ساعت است. اثر حضور يون ليتيم و نسبت تركيب مخلوط يد/تري‌يديد به عنوان الكتروليت بر عملكرد سلول خورشيدي بررسي شد. افزايش غلظت يون‌هاي ليتيوم در الكتروليت سبب كاهش باند هدايت اكسيد روي شده كه تاثير مستقيمي در پديده بازتركيب دارد. بالاترين راندمان تبديل براي ماده رنگزاي 2 در حضور يون ليتيم با غلظت يك ميلي‌مول و در حدود 17/5% به دست آمد.

Two organic dyes based on indoline were prepared as photosensitizer contain phenothiazine as the electron donor group and acrylic acid (Dye 1) and cyanoacrylic acid (Dye 2) as the electron acceptor anchoring. Spectrophotometric measurements of the synthesized dyes in solution and on a ZnO substrate were carried out in order to assess changes in the status of the dyes. The wavelength of maximum absorption of dye 1 and dye 2 in solution are 412 nm and 424 nm and on ZnO films are 429 nm and 438 nm, respectively. Maximum dye adsorption time around 10h could be utilized with minimum aggregation or precipitation of the dye on photoelectrode substrate. The effect of Li ions and composition of the iodide/triiodide based electrolyte on the performance of DSSCs were investigated. A high concentration of Li ions in electrolyte was found to be shift the ZnO conduction band edge to more negative potentials that have a direct effect on recombination phenomena. The Maximum conversion efficiency was achieved for dye 2 in the presence of 1mM Li ions around 5.17%.