Etudes d’impédance électrochimique et de photo-potentiel transitoire sur DSC à base de TiO2 de grande surface, avec colorants moléculaires à base de Ru

We studied the effect of three different colorants on the performance of dye-sensitized solar cells based on large area electrodes of TiO2. We cmployed the techniques of electrochemical impedance spectroscopy and transient photovoltage recording. The values of electron lifetime and recombination resistance are better for the cells with N719 as colorant. Cells with Z907 as sensitizer show the largest values of electron diffusion coefficient. This is offset by a faster process of recombination with respect to N719. The DSC employing Black Dye presented the highest values of overall photoconversion efficiency. Aging under continuous direct current for 16 hours produces scarce degradation of the performance of DSC with N719 and Z907, whereas has not effect on the performance of the cell with Black Dye.

Nous avons récemment remarqué que le comportement de célules à colorant (DSC) peut changer dans le temps en function de leur protocol d0emploi sous la lumière du soleil vrai ou simulé (1). L’analyse détaillée des parameters physiques de célules a été basée sur un modèle qui permets d’interpréter les resultats des mésures d’impedance electrochimique (2). Nous avons ensuite choisi d’étudier l’effet de 3 colorants différent, N719, Z907 et Black Dye, adsorbés sur des couches minces de TiO2 en célules autrements identiques, par la spectroscopie d’impédance electrochimique et par la mésure de la relaxation du photo-potentiel (3,4). Nous avons ainsi obtenu par deux moyens la durée de vie des électrons n et la résistance de recombinaison Rr des électrodes en présence des 3 colorants, pour des célules soit neuves, soit agées par l’application d’un courant continu. Les valeurs de n et de Rr sont toujours meilleures avec le colorante N719; par comtre, le colorant Z907 permets un coéfficient de diffusion électronique très élevé, qui est compensé par une récombinaison plus rapide qu’avec le N719. Le Balck Dye a montré une performance néttement plus mauvaise que les 2 autres colorants. Le vieillessement sous courant continu (16 h) a eu un effet négative modeste sur la performance des célules avec N719 et Z907, et aucun effet sur celle avec le Black Dye. Cela confirme que le célules DSC avec colorants moleculaire à base de Ru sont assez durables, à la temperature ambiante, et qu’elles supportent bien le passage du courant en direction inverse, par rapport au courant direct de la diode electrochimique.