Zeitschrift für Nanomaterialien und molekulare Nanotechnologie

Anwendung und Charakterisierung des Blaubeerfruchtpigments als Photosensibilisator für leistungsstarke und stabile, mit natürlichen Farbstoffen sensibilisierte Festkörpersolarzellen

Asitha Malikaramge, Prabawathy Nagarajan, RMG Rjapakse, GRA Kumara, Dhayalan Velauthapillai und Punniamoorthy Ravirajan

Das natürliche Farbstoffpigment der Heidelbeere wurde mit Acetonitril als Lösungsmittel aus ihren Schalen extrahiert. Dieser Farbstoff wurde in einer flüssigen, elektrolytfreien, natürlichen, farbstoffsensibilisierten Feststoff-Solarzelle (NDSSSC) verwendet. Natürliche Farbstoffe sind preiswert, ungiftig und zuverlässige und leicht verfügbare Farbstoffquellen. Das typische mit ihnen verbundene Problem ist jedoch ihre Instabilität gegenüber Iodid-/Triiodid-Elektrolyten. Dies wurde gelöst, indem p-CuI als Lochleiter anstelle des Iodid-/Triiodid-Elektrolyten eingeführt wurde. Der Lochleiter wurde aus einer Lösung, die den Kristallwachstumsinhibitor Triethylammiumthiocyanat (THT) enthielt, unter Verwendung eines Tropfgussverfahrens auf gefärbte, nichtporöse TiO ₂  -Filme aufgebracht. Zur Untersuchung der Photovoltaikleistung wurden IV-Kennlinien und Impedanzmessungen durchgeführt und diese weiter durch UV-sichtbare Spektroskopie, FTIR-Spektroskopie und SEM charakterisiert. um einen höchsten Wirkungsgrad (ɳ) von 1,7 % bei einer Kurzschlussstromdichte (Jsc) von 11 mA cm ^-2 , einer Leerlaufspannung (Voc) von 0,30 V und einem Füllfaktor (ff) von 51,8 zu erreichen. Dies sind die höchsten bisher für derartige Solarzellen erreichten Werte. Stabilitätsmessungen wurden über einen Zeitraum von 30 Tagen durchgeführt und zeigten vielversprechend eine gute Stabilität gegenüber der flüssigen, mit natürlichem Farbstoff sensibilisierten Solarzelle.