•  
  •  
 

Abstract

The aim of this research is to study dye-sensitized solar cells (DSSC). This was implemented on a flexible polyethylene terephthalate (PET) substrate using a mixture of transparent and scattered mesoporous anatase-titania as the electron transport layer for the photoelectrode. This mixture of anatase titania performed a dual function of light scattering and efficient dye absorption. In this study, a porous nano-TiO2 film was prepared on indium tin oxide (ITO) coated polyethylene terephthalate (PET) by using a binder-free titania paste; on it, a DSSC was fabricated. The paste which contained a mixture of TiO2 nanoparticles, acid chloride, and ethanol was printed on two patterns of 1x6 cm2 active areas followed by sintered at 120 ºC to form TiO2 films. A commercial dye, N719, was adsorbed on the surface of TiO2 films and assembled to two platinized conductive plastic patterns to form a counter electrode and thus a sandwich-type dye cell. Finally, a solution of KI/I2 electrolytes was injected into the cell in which a couple of sandwich-type dye cells with an active area of 6 cm2 for each cell were series interconnected with a z-type interconnection between the photoelectrode of one cell and the counter electrode of another cell. The cell performance was characterized by employing simulated solar light at an intensity of 50 mW/cm2. The results showed interconnected cells generating a short-circuit photocurrent density of 2.34 mA/cm2, an open-circuit voltage of 1.10 volt, and overall 0.172% power conversion efficiency.

Bahasa Abstract

Sel Surya Dye-Sensitized Plastik Terinterkoneksi Seri Menggunakan Pasta Titania Binder-free pada Temperatur Rendah. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mempelajari teknologi pembuatan sel surya berbasis dye-sensitized (DSSC). DSSC dibuat pada substrat fleksibel polyethylene terephthalate (PET) menggunakan campuran mesopori anatase-titania transparan dan scattered sebagai lapisan transpor elektron (fotoelektroda). Campuran anatase titania tersebut mempunyai fungsi ganda yaitu sebagai penghambur cahaya sekaligus sebagai penyerapan zat warna yang efisien. Dalam studi ini, fotoelektroda DSSC dibuat menggunakan film TiO2 nano berpori yang dilapiskan di atas substrat PET yang berlapis indium tin oxide (ITO) menggunakan pasta titania binder-free. Pasta yang terdiri dari campuran TiO2 nanopartikel, asam klorida, dan etanol dilapiskan pada dua pola dengan daerah aktif masing-masing 1x6 cm2 dilanjutkan dengan proses sintering pada temperatur 120 ºC. Subtrat direndam dalam larutan pewarna komersial, N719, sehingga pewarna teradsorpsi pada permukaan film TiO2. Kemudian substrat digabungkan (assembling) dengan substrat PET yang telah dilapisi platina sebagai elektroda counter sehingga membentuk sandwich. Akhirnya, larutan KI/I2 elektrolit disuntikkan di antara celah kedua elektroda di mana dua buah sel surya dengan area aktif masing-masing 1x6 cm2 terinterkoneksi secara seri dengan pola z untuk menghubungkan fotoelektoda salah satu sel dengan elektroda counter sel lainnya. Pengukuran kinerja sel dilakukan dengan menyinari sel menggunakan simulator matahari pada intensitas cahaya 50 mW/cm2. Hasil penelitian menunjukkan sel-sel yang terinterkoneksi tersebut menghasilkan arus hubung singkat 2,34 mA/cm2, tegangan rangkaian terbuka 1,10 volt, dan efisiensi konversi daya sebesar 0,172%.

References

S. Kim, J. Yum, Y Sung, J. Photochem. Photobiol. A: Chem. 171 (2005) 269.

V. Baglio, M. Girolamo, V. Antonucci, A.S. Arico. Int. J. Electrochem. Sci. 6 (2011) 3375.

T. Yamaguchi, N. Tobe, D. Matsumoto, T. Nagai, H. Arakawa, Solar Energ. Mater. Solar Cells. 94 (2010) 812.

S. Fan, C. Li, G. Yang, L. Zhang, J. Gao, Y. Xi, J. Thermal Spray Technol. 16 (2007) 893.

D. Zhang, H. Hu, L. Li, D. Shi, J. Nanomater. 2008 (2008) 2711631.

P. Chen, Y. Lo, T Chou, J. Ting, J. Electrochem. Soc. 158 (2011) H1252.

Y. Kijitori, M. Ikegami, T. Miyasaka, Chem. Letters 36 (2007) 190.

S. Colodrero, M.E. Calvo, H. Míguez, Photon Management in Dye Sensitized Solar Cells, in Solar Energy, Edit. R.D. Rugescu, Intech, Vukovar,

Croatia, 2010, p.413.

Q. Zhang, C.S. Dandeneau, K. Park, D. Liu, X. Zhou, Y. Jeong, G. Caoa, J. Nanophotonics. 4 (2010) 041540.

Y. Saito, S. Kambe, T. Kitamura, Y. Wada, S. Yanagida, Solar Energ. Mater. Solar Cells. 83 (2004) 1.

V. Zardetto, G.D. Angelis, L. Vesce, V. Carotta, C. Mazzuca, J. Gasiorowski, A. Reale, A.D. Carlo, T.M. Brown, Nanotechnol. 24 (2013) 255401.

D. Zhang, T. Yoshida, K. Furuta, H. Minoura, J. Photochem. Photobiol. A: Chemistry. 164 (2004) 156.

Share

COinS
 
 

To view the content in your browser, please download Adobe Reader or, alternately,
you may Download the file to your hard drive.

NOTE: The latest versions of Adobe Reader do not support viewing PDF files within Firefox on Mac OS and if you are using a modern (Intel) Mac, there is no official plugin for viewing PDF files within the browser window.