ZnO-based dye solar cell with pure ionic-liquid electrolyte and organic sensitizer: the relevance of the dye–oxide interaction in an ionic-liquid medium

文献情報

出版日 2010-10-26
DOI 10.1039/C0CP00507J
インパクトファクター 3.676
著者

E. Guillén, J. Idígoras, T. Berger, J. A. Anta, C. Fernández-Lorenzo, R. Alcántara, J. Navas, J. Martín-Calleja


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要旨

The use of non-volatile electrolytes and fully organic dyes are key issues in the development of stable dye-sensitized solar cells (DSCs). In this work we explore the performance of ZnO-based DSCs sensitized with an indoline derivative coded D149 in the presence of a pure ionic-liquid electrolyte. Commercial nanostructured zinc oxide and an electrolyte composed of iodine plus (1) pure 1-propyl-3-methyl imidazolium iodide (PMII) and (2) a blend of PMII with low-viscosity ionic liquids were employed to construct the devices. Without further additives, the fabricated devices exhibit remarkable short-circuit photocurrents and efficiencies under AM1.5 simulated sunlight (up to 10.6 mA cm−2, 2.9% efficiency, 1 sun, active area = 0.64 cm2) due to the high surface area of the ZnO film and the high absorptivity of the D149 dye. Impedance spectroscopy is used to characterize the devices. It is found that the addition of the low-viscosity ionic-liquid improves the transport features (leading to a better photocurrent) but it does not alter the recombination rate. The robustness of the dye–oxide interaction is tested by applying continuous illumination with a Xenon-lamp. It is observed that the photocurrent is reduced at a slow rate due to desorption of the D149 sensitizer in the presence of the ionic liquid. Exploration of alternative ionic-liquid compositions or modification of the ZnO surface is therefore required to make stable devices based on ZnO and fully organic dyes.

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掲載誌

Physical Chemistry Chemical Physics

Physical Chemistry Chemical Physics
CiteScore: 5.5
自己引用率: 10.3%
年間論文数: 3036

Physical Chemistry Chemical Physics (PCCP) is an international journal co-owned by 19 physical chemistry and physics societies from around the world. This journal publishes original, cutting-edge research in physical chemistry, chemical physics and biophysical chemistry. To be suitable for publication in PCCP, articles must include significant innovation and/or insight into physical chemistry; this is the most important criterion that reviewers and Editors will judge against when evaluating submissions. The journal has a broad scope and welcomes contributions spanning experiment, theory, computation and data science. Topical coverage includes spectroscopy, dynamics, kinetics, statistical mechanics, thermodynamics, electrochemistry, catalysis, surface science, quantum mechanics, quantum computing and machine learning. Interdisciplinary research areas such as polymers and soft matter, materials, nanoscience, energy, surfaces/interfaces, and biophysical chemistry are welcomed if they demonstrate significant innovation and/or insight into physical chemistry. Joined experimental/theoretical studies are particularly appreciated when complementary and based on up-to-date approaches.

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