Correlación de tensión de circuito abierto del dispositivo de estructura molecular del colorante en Ru(II)...

Área de la Ciencia:

• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
• La energía fotovoltaica es fotovoltaica.
• Coordinación Química de la Coordinación

Sus antecedentes:

• Las células solares sensibilizadas al tinte (DSC) son una prometedora tecnología de energía renovable.
• Los complejos de rutenio (II) son ampliamente utilizados como sensibilizantes en las DSC.
• Mejorar la recolección de luz y la transferencia de carga es crucial para mejorar la eficiencia del DSC.

Objetivo del estudio:

• Para sintetizar nuevos sensibilizantes heteroelépticos, bis-tridentato de rutenio (II) con grupos colgantes conjugados π.
• Evaluar el rendimiento fotovoltaico de estos nuevos sensibilizadores en DSC.
• Para investigar la relación entre la estructura molecular, la dinámica de recombinación y el rendimiento del dispositivo.

Principales métodos:

• Síntesis de los quelatos de la dicarboxiterpiridina y de los ligandos de la 2,6-bis(5-pirazolil) piridina.
• Preparación y caracterización de sensibilizantes de rutenio (II) (TF-11-14).
• Fabricación y ensayo de DSC bajo luz solar simulada (AM1.5G).
• Mediciones espectroscópicas y dinámicas para sondear los procesos de recombinación.

Principales resultados:

• Los tintes TF sintetizados exhibieron un excelente rendimiento en DSCs en comparación con un dispositivo de referencia N749.
• El sensibilizador TF-12 logró una eficiencia de conversión del 9,21% con una fotocorriente de 19,0 mA cm-2, V(OC) de 0,71 V y un factor de llenado de 0,68.
• El aumento de la conjugación en los tintes TF mejoró las capacidades de recolección de luz y fotovoltaica.
• Se encontró una correlación entre la tensión de circuito abierto del dispositivo y la vida útil de los electrones de la célula.

Conclusiones:

• Los nuevos sensibilizadores de bis-tridentato de rutenio (II) con grupos colgantes conjugados π son altamente eficientes para las DSC.
• Se pueden lograr altas eficiencias sin los ligandos de tiocianato, desafiando las suposiciones anteriores.
• La configuración de anclaje dual-carboxírico sirve como un valioso prototipo para el diseño de futuros sensibilizadores de rutenio de alto rendimiento.