Czasopismo | PRZEMYSŁ CHEMICZNY | Rocznik 2018 - zeszyt 2

Synteza matrycowa kompozytów tlenku cynku stosowanych w ogniwach słonecznych uczulanych barwnikiem

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

10.15199/62.2018.2.2

nr katalogowy: 112276
10.15199/62.2018.2.2

Streszczenie

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%.

Abstract

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.

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.

Zeszyt


PRZEMYSŁ CHEMICZNY - e-zeszyt (pdf) 2018-2 licencja: Osobista Produkt cyfrowy	55.00 zł

Prenumerata

PRZEMYSŁ CHEMICZNY - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

762.00 zł

PRZEMYSŁ CHEMICZNY - prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEMYSŁ CHEMICZNY - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	1002.00 zł brutto 927.78 zł netto 74.22 zł VAT (stawka VAT 8%)

1002.00 zł

PRZEMYSŁ CHEMICZNY - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEMYSŁ CHEMICZNY - papierowa prenumerata roczna	960.00 zł brutto 888.89 zł netto 71.11 zł VAT (stawka VAT 8%)
PRZEMYSŁ CHEMICZNY - pakowanie i wysyłka	42.00 zł brutto 34.15 zł netto 7.85 zł VAT (stawka VAT 23%)

1002.00 zł

Open Access

Zeszyt

2018-2

Twój Koszyk

Zeszyt

Prenumerata

Open Access

Zeszyt

Czasopisma