Barwnikowe mikroogniwa fotowoltaiczne

• Autorzy: Davykoza Mikita , Szafran Roman
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy zostały zaprezentowane wyniki badań nad opracowaniem fotowoltaicznych ogniw barwnikowych (ang. dye-sensitized solar cell, DSSC), wykorzystujących jako sensybilizatory barwniki pochodzenia naturalnego. Przeanalizowano wpływ rozpuszczalników organicznych na efektywność ekstrakcji sensybilizatorów organicznych z materiału roślinnego oraz ich wpływ na finalną sprawność mikroogniwa barwnikowego. Wykorzystując jako źródła sensybilizatorów popularne i szeroko dostępne na rynku sezonowe owoce, udało się wytworzyć ogniwo o sprawności równej 0,52%, na bazie ekstraktu z czarnej porzeczki. Po przeanalizowaniu zależności sprawności ogniwa od pH ekstraktu stwierdzono, że optymalna jest naturalna kwasowość ekstraktów, wynosząca pH = 3–4. Również mieszaniny różnych ekstraktów nie wykazały lepszych właściwości uczulających od pojedynczych ekstraktów. Badania doprowadziły do opracowania nowej konstrukcji mikroogniw ze zredukowanymi oporami transportu masy w obrębie ciekłego elektrolitu oraz możliwości uzupełnienia/wymiany elektrolitu oraz regeneracji barwników uczulających, bez konieczności ingerencji w konstrukcję układu.

Słowa kluczowe

PL

ogniwa DSSC; barwniki fotoczułe; ekstrakcja barwników; naturalne sensybilizatory; mikroogniwa fotowoltaiczne; systemy mikrofluidalne

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej
• Czasopismo: Zeszyty Energetyczne
• Rocznik: 2020
• Tom: T. 7
• Strony: 429--440
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., fot., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Davykoza Mikita

• Politechnika Wrocławska, Wydział Chemiczny, KN Gambrinus

autor

Szafran Roman

• Politechnika Wrocławska, Wydział Chemiczny, Katedra Biochemii, Biologii Molekularnej i Biotechnologii

Bibliografia

• [1] Tiwana P., Docampo P., Johnston M.B., Snaith H.J., Herz L.M., Electron mobility and injection dynamics in mesoporous ZnO, SnO2, and TiO2 films used in dye-sensitized solar cells, ACS Nano 2011, 5(6), 5158-5166. DOI: 10.1021/nn201243y.
• [2] Nazeeruddin M.K., Péchy P., Renouard T., Zakeeruddin S.M., Humphry-Baker R., Comte P., Liska P., Cevey L., Costa E., Shklover V., Spiccia L., Deacon G.B., Bignozzi C.A., Grätzel M., Engineering of efficient panchromatic sensitizers for nanocrystalline TiO2-based solar cells, Journal of the American Chemical Society 2001, 123(8), 1613-1624. DOI: 10.1021/ja003299u.
• [3] Sharma K., Sharma V., Sharma S.S., Dye-sensitized solar cells: Fundamentals and current status, Nanoscale Research Letters 2018, 13(1), 381, 1-46. DOI: 10.1186/s11671-018-2760-6.
• [4] Gerischer H., The principles of photoelectrochemical energy conversion, Photovoltaic and Photoelectrochemical Solar Energy Conversion 1981, 199-261. DOI: 10.1007/978-1-4615-9233-4_5.
• [5] Wu J., Lan Z., Hao S., Li P., Lin J., Huang M., Fang L., Huang Y., Progress on the electrolytes for dye-sensitized solar cells, Pure and Applied Chemistry 2008, 80, 2241-2258. DOI: 10.1351/pac200880112241.
• [6] Kay A., Grätzel M., Low cost photovoltaic modules based on dye sensitized nanocrystalline titanium dioxide and carbon powder, Solar Energy Materials and Solar Cells 1996, 44(1), 99-117. DOI: 10.1016/0927-0248(96)00063-3.
• [7] Wu J., Lan Z., Lin J., Huang M., Huang Y., Fan L., Luo G., Lin Y., Xie Y., We Y., Counter electrodes in dye-sensitized solar cells, Chemical Society Reviews 2017, 46(19), 5975-6023. DOI: 10.1039/c6cs00752j.
• [8] Zhang L., Cole J.M., Anchoring groups for dye-sensitized solar cells, ACS Applied Materials & Interfaces 2015, 7(6), 3427-3455. DOI: 10.1021/am507334m.
• [9] Venkatraman V., Yemene A.E., de Mello J., Prediction of absorption spectrum shifts in dyes adsorbed on titania, Scientific Reports 2019, 9(1), 16983. DOI: 10.1038/s41598-019-53534-2.
• [10] Ramamoorthy R., Radha N., Maheswari G., Anandan S., Manoharan S., Williams R.V., Betalain and anthocyanin dye-sensitized solar cells, Journal of Applied Electrochemistry 2016, 46(9), 929-941. DOI: 10.1007/s10800-016-0974-9.
• [11] Sang-Aroon W., Tontapha S., Amornkitbamrung V., Photovoltaic performance of natural dyes for dye-sensitized solar cells: A combined experimental and theoretical study, Elsevier Inc., 2019.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).