ساخت و بهینه سازی سلول های خورشیدی حساس شده با رنگ های tpa، [zn-tcpp]، [zn-1] و n719 بر پایه ی نانوساختار تیتانیم دی اکسید با استفاده از سیستم های الکترولیتی یدید/تری یدید بهینه شده با افزاینده های تری بوتیل فسفات، تری فنیل فسفات، دی اتیل اگزالات و تیوفن

در این پژوهش، سلول های خورشیدی حساس شده با رنگ های تترا بوتیل آمونیوم بیس (2،?2-بای پیریدین-4،?4-دی کربوکسیلاتو) سیس-بیس(ایزوتیوسیاناتو) روتنات(ii) (n719)، 2-سیانو-3-(4-(دی فنیل آمینو) فنیل) آکریلیک اسید (tpa)، مزو-تتراکیس (4-کربوکسی فنیل) پورفیریناتو روی(ii) [zn-tcpp] و 2-سیانو-3-(2-(5 ،10،15،20- تترا فنیل پورفیریناتو روی(ii)یل) آکریلیک اسید [zn-1] با الکترولیت های بهینه شده با افزاینده های مختلف، مطالعه شدند. افزاینده های تری بوتیل فسفات (tbpp)، تری فنیل فسفات (tpp)، دی اتیل اگزالات (deox) و تیوفن در الکترولیت ید ید-تری یدید به کار رفتند و افزایش بازده قابل توجهی در سلول های خورشیدی حساس شده با رنگ مشاهده شد. نتایج به دست آمده نشان می دهد که عملکرد افزاینده های tpp و deox از دو طریق است: (1) در سطح مشترک الکترولیت/رنگ/تیتانیم دی اکسید، که باعث تغییر بار سطحی می شوند، (2) در محلول الکترولیت، جایی که در آن کمپلکس مولکولی تشکیل می دهند؛ این در حالی است که tbpp فقط در سطح تیتانیم دی اکسید جذب می شود و روی بار سطحی و فرآیند بازترکیب الکترون موثر است. میزان افزایش بازده سلول های خورشیدی بر پایه ی رنگ tpa و با الکترولیت های بهینه شده با افزاینده-های tbpp، tpp و deox نسبت به سلول استاندارد، به ترتیب 35%، 24% و 22% است. تیوفن نیز فقط در محلول الکترولیت یک کمپلکس مولکولی تشکیل داده و انتقال الکترون را بهبود می-بخشد؛ به طوری که حدود 46% افزایش بازده برای سلول بر پایه ی رنگ tpa نسبت به سلول استاندارد مشاهده می شود. تأثیر افزاینده های مورد نظر روی فرآیند بازترکیب الکترون و انتقال الکترون با استفاده از طیف بینی های امپدانس الکتروشیمیایی (eis) و جریان الکتریکی در شدت نور مدوله شده (imps) به دقت بررسی شد. همچنین، تشکیل کمپلکس مولکولی در محلول الکترولیت نیز با استفاده از ولتامتری چرخه ای (cv) و همچنین، طیف بینی های uv-vis و ft-ir مطالعه شد. علاوه بر این، مکانیسم های اثر افزاینده های فوق با مکانیسم اثر ترشیو بوتیل پیریدین (tbp)، با به کار بردن الکترولیت های حاوی افزاینده های مختلف، مطالعه شدند و در نهایت، مشخص شد که tbpp، tpp، deox و تیوفن، افزاینده های جدید، موثر و ارزان قیمتی هستند که می توانند جایگزین مناسبی برای افزاینده های گران قیمتی مانند tbp باشند. این پژوهش تلاشی است در راستای درک بهتر عملکرد افزاینده های مختلف، جهت رسیدن به سلول های خورشیدی ارزان قیمت و با عملکرد بالا که می تواند برای تجاری سازی سلول های خورشیدی مفید باشد.