Synteza matrycowa kompozytów tlenku cynku stosowanych w ogniwach słonecznych uczulanych barwnikiem

• Autorzy: Zhao N. , Zhang C. , Zhang P.

Identyfikatory

DOI

10.15199/62.2018.2.2

Warianty tytułu

EN

Template synthesis of zinc oxide composites used in dye-sensitized solar cells

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

Tlenek cynku jest obiecującym materiałem do budowy anod ze względu na możliwość uzyskiwania go w postaci różnych nanostruktur oraz doskonałą ruchliwość elektronów. W celu poprawy działania ogniw fotowoltaicznych otrzymano nanostruktury ZnO i zastosowano je w elektrodach półprzewodnikowych. Jako podłoże warstwy ZnO zastosowano szkło z tlenku cyny domieszkowanego fluorem FTO (fluorine-doped tin oxide). Po wyżarzaniu pokryto je warstwą składającą się z mikrokulek polistyrenowych wytworzonych in situ metodą polimeryzacji wolnorodnikowej. Zarodki ZnO hodowano w mieszaninie azotanu cynku i heksametylenotetraaminy w celu wytworzenia różnych typów nanostruktur ZnO (struktura siatki 3D i struktura nanodrutu-nanocząstki) o dużej powierzchni właściwej. Warstwę kompozytową uczulono barwnikiem N719 i zastosowano w ogniwach słonecznych. Uzyskano efektywność konwersji energii 3,91%.

EN

ZnO was deposited from Zn(OAc)2 soln. on F-doped SnO glass substrate by spin coating. After the procedure was repeated 4 times, the layer was annealed at 400°C for 1 h and covered with template layer consisting of polystyrene microspheres in-situ produced by free radical emulsion polymerization. The seed layer was grown in the mixt. of Zn(NO3)2 and hexamethylenetetramine to produce ZnO of nanowire-nanoparticle structures with high sp. surface area. The template layer was then removed by heating at 500°C for 1 h under formation of ZnO nanostructures. Di(tetrabutylammonium)cis-bis(isothiocyanato)bis(2,2’- bipyridyl-4,4’-dicarboxylato)ruthenium(II) (N719 dye) was then deposited from its soln. on the composite surface and sensitized in dark for 1 h. The product was characterized by X-ray diffractometry, elec. impedance spectroscopy and scanning electron microscopy and then successfully used as a semiconductor electrode in a solar cell of improved performance.

Słowa kluczowe

PL

tlenek cynku; kompozyt tlenku cynku; synteza matrycowa; ogniwa fotowoltaiczne; ogniwa słoneczne uczulone barwnikiem; DSSC

EN

zinc oxide composite; template synthesis; solar cells; dye-sensitized solar cells; DSSC

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przemysł Chemiczny
• Rocznik: 2018
• Tom: T. 97, nr 2
• Strony: 195--199
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., il., tab., wykr.

Twórcy

autor

Zhao N.

• Shen Zhen University, Shen Zhen 518060 (Chiny)
• Shenzen Polytechnic, Shenzen 518055 (Chiny)
• Xi’an University of Architecture and Technology, Xian 710055 (Chiny)

autor

Zhang C.

• Shen Zhen University, Shen Zhen 518060 (Chiny)

autor

Zhang P.

• Shen Zhen University, Shen Zhen 518060 (Chiny)

Bibliografia

• [1] D. B. Mitzi, Adv. Mater. 2008, 20, 3657.
• [2] C. E. Fritts, Proc. Am. Assoc. Adv. Sci. 1883, 33, 97.
• [3] D. M. Chapin, C. S. Fullerand, G. L. Pearson, J. Appl. Phys. 1954, 25, 676.
• [4] B. O’Regan, M. Grätzel, Nature 1991, No. 353, 737.
• [5] A. Yella, H. W. Lee, H. N. Tsao et al., Science 2011, No. 334, 629.
• [6] Heliatek press release, http://www.Heliatek.com/newscenter/latest_news/, access Jan. 16, 2013.
• [7] Anonym, Science 2011, No. 332, 293. DOI: 10.1126/science. 332.6027.293.
• [8] Ch. Michelson, Clean Techn., http://cleantechnica.com/2012/02/15/.
• [9] National Renewable Energy Laboratory, Best research cell efficiencies, http://www.nrel.gov/ncpv/, access Apr. 24, 2014.
• [10] J. Moser, Monatsh. Chem. 1887, 8, 373.
• [11] H. Tributsch, J. Photochem. Photobiol. 1972, 16, 261.
• [12] M. S. Wrighton, Acc. Chem. Res. 1979, 12, 303.
• [13] H. Tsubomura, M. Matsumura, Y. Nomura, T. Amamiya, Nature 1976, No. 261, 402.
• [14] R. Vittal, K.-Ch. Ho, Renew. Sustain. Energy Rev. 2017, 70, 920.
• [15] D. Wang, X. Zhu, Y. Fang, J. Sun, C. Zhang, X. Zhang, Nano-Structures Nano-Objects 2017, 109, 1.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018)