Ni (III) / (IV) bis (dicarbollide) は,染料に敏感な太陽電池の高速で耐腐蝕性のない酸化還元シャトルとして使用されています

科学分野:

• マテリアルサイエンス 材料科学
• 電気化学 電気化学について
• 再生可能エネルギーの再生可能エネルギー

背景:

• 染料感受性太陽電池 (Dye-sensitized solar cells,DSSC) は,染料再生のために効率的なリドックスシャトルを必要とします.
• ニッケルビス (((ディカルボリド)) のようなアニオンリドックスカップルは,DSSC電解質において潜在的な利点を提供します.
• フェロセン/フェロセニウムなどのメタロセンのリドックスカップルは一般的に使用されていますが,制限があります.

研究 の 目的:

• DSSCにおけるリドックスシャトルとしてのニッケルビス (dicarbollide) の性能を調査する.
• ニッケルビス (ディカルボリド) とフェロセーン/フェロセニウムの効率を比較する.
• 異なるリドックスカップルでDSSCの性能に影響を与える運動要因を理解するために.

主な方法:

• リドックスシャトルとしてニッケルビス (((ディカルボリド)) を利用したDSSCの製造.
• エレクトロライト濃度と添加物の最適化.
• 原子層沈殿 (ALD) のAl(2) O(3) をTiO(2) フォトアノードに適用する.
• 電流密度や電力変換効率を含むデバイスの性能メトリックの分析.
• レドックス運動を検出するためのオープン回路の電圧崩壊測定.

主要な成果:

• 効率的な染料再生は,低濃度 (0.030M) のNi (III) bis (dicarbollide) を使用して達成されました.
• Al(2) O(3) のALDは,フォトアノード性能を大幅に向上させ,電流密度をほぼ2倍にしました.
• 電力変換効率は,フェロセーヌ/フェロセニウムを使用したものの約10倍でした.
• Ni (III) / (IV) bis (dicarbollide) による電子の傍受は,フェロセーン/フェロセニウムよりも約1000倍遅いことが判明しました.

結論:

• ニッケルビス (((ディカルボリド) は,DSSCにとって非常に効果的なリドックスシャトルであり,フェロセーン/フェロセニウムよりも性能が優れています.
• ニッケル・ビス・ディカルボリドの遅い電子伝送運動は,より高いオープン回路電圧を説明する.
• フォトアノードのALD表面改変は,DSSCの効率を高めるための実行可能な戦略です.