Ni (III) / (IV) bis (dicarboluro) como un transporte redox rápido y no corrosivo para las células solares...

Área de la Ciencia:

• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
• La electroquímica es electroquímica.
• Energía renovable Energía renovable.

Sus antecedentes:

• Las células solares sensibilizadas al tinte (DSSC) requieren transbordadores redox eficientes para la regeneración del tinte.
• Las parejas redox aniónicas, como el níquel bis ((dicarboluro), ofrecen ventajas potenciales en los electrolitos DSSC.
• Las parejas redox de metaloceno, como el ferroceno/ferrocenio, se usan comúnmente, pero tienen limitaciones.

Objetivo del estudio:

• Para investigar el rendimiento del níquel bis ((dicarboluro) como un transporte redox en DSSCs.
• Para comparar la eficiencia del níquel bis (dicarboluro) con el ferroceno/ferrocenio.
• Comprender los factores cinéticos que influyen en el rendimiento de DSSC con diferentes parejas redox.

Principales métodos:

• Fabricación de DSSCs utilizando el níquel bis ((dicarboluro) como el transporte redox.
• Optimización de las concentraciones de electrolitos y aditivos.
• Aplicación de la deposición por capas atómicas (ALD, por sus siglas en inglés) de Al ((2) O ((3)) en fotoanodos TiO ((2).
• Análisis de las métricas de rendimiento del dispositivo, incluida la densidad de corriente y la eficiencia de conversión de potencia.
• Mediciones de desintegración de tensión de circuito abierto para sondear la cinética redox.

Principales resultados:

• Se logró una regeneración de colorante eficiente utilizando una baja concentración (0,030 M) de Ni (III) bis (dicarboluro).
• ALD de Al(2)O(3) mejoró significativamente el rendimiento del fotoánodo, casi duplicando las densidades de corriente.
• Las eficiencias de conversión de potencia fueron aproximadamente 10 veces mayores que las que utilizan ferroceno/ferrocenio.
• Se encontró que la intercepción de electrones por el Ni (III) / (IV) bis (dicarboluro) es ~1000 veces más lenta que el ferroceno/ferrocenio.

Conclusiones:

• El níquel bis ((dicarboluro) es un transporte redox altamente efectivo para los DSSC, superando al ferroceno / ferrocenio en rendimiento.
• La cinética de transferencia de electrones más lenta del níquel bis (dicarboluro) explica su mayor tensión de circuito abierto.
• La modificación de la superficie ALD de los fotoánodos es una estrategia viable para aumentar la eficiencia del DSSC.