Performance Comparison of Low Cost TiO2 and ZnO Solar Cells Sensitized with Coumarin C343

Abstract

Були виготовлені та порівняні сенсибілізовані барвниками сонячні елементи (DSSCs) на основі наночастинок TiO2 та ZnO з використанням недорогого органічного барвника Кумарину 343 (C343), вуглецевого протиелектрода та йодистого електроліту. Два типи тонких плівок наносились на прозорі провідні оксидні підкладки за методикою Blade. Морфологічні та структурні властивості цих тонких плівок вивчали за допомогою SEM та XRD. Вимірювання струму та напруги проводили для дослідження фотоелектричної ефективності DSSCs. Порівняльне дослідження продуктивності показує, що комірка з ZnO/C343 як фотоанодом дає більшу густину струму короткого замикання (Jsc) та напругу холостого ходу (Voc), що призводить до вищої ефективності перетворення енергії, ніж комірка з TiO2/C343 як фотоанодом. Дослідження ультрафіолетової і видимої та електрохімічної імпедансної спектроскопії виявили кращу продуктивність елементу ZnO за рахунок більшого поглинання світла та повільнішої рекомбінації електронів порівняно з сонячним елементом TiO2.

Dye-sensitized solar cells (DSSCs) based on TiO2 and ZnO nanoparticles using low cost organic dye Coumarin 343 (C343), carbon counter electrode and iodide electrolyte were fabricated and compared. The two types of thin films were deposited on the transparent conducting oxide substrates by doctor Blade technique. The morphological and structural properties of these thin films were studied using SEM and XRD. Current-voltage measurements were carried out to investigate the DSSCs photovoltaic efficiency. The comparative performance study shows that the cell with ZnO/C343 as the photo-anode produces higher short circuit current density (Jsc) and open circuit voltage (Voc), which leads to higher energy conversion efficiency than the cell with TiO2/C343 as the photo-anode. UV-Visible and electrochemical impedance spectroscopy studies revealed the better performance of ZnO cell due to higher light absorption and slower electron recombination compared to TiO2 solar cell.