Studio di celle solari a colorante di tipo catodico con sensibilizzatori squarainici

The analysis of the photoconversion performance of p-type dye-sensitized solar cells is reported when a series of squaraines has been employed as dye-sensitizer. The systems here anlysed showe the largest values of photo-potential so far reported for this class of sensitizers (0.13/0.15 V) when the iodine-based redox couple was the mediator.

Celle solari a colorante di tipo catodico (p-DSC)1 sono state costruite con elettrodi fotoattivi di NiO mesoporoso2 sensibilizzato nel vis-NIR da squaraine3 a struttura simmetrica ed asimmetrica. I catodi di NiO (spessore < 5 micron) sono stati depositati col metodo dello screen-printing4 utilizzando sospensioni di nanoparticelle di NiO di diametro 50 nm in matrice di etilcellulosa e terpineolo. Per il processo di sensibilizzazione di NiO colle squaraine sono state adottate condizioni variate nei tempi di colorazione e nel trattamento dell’ossido allo scopo di analizzarne l’effetto sulla prestazione del corrispondente dispositivo p-DSC. Il grado di sensibilizzazione di NiO è stato valutato per via spettrofotometrica mentre la determinazione quantitativa del colorante chemisorbito su NiO è stata condotta attraverso il metodo dell’assorbimento/desorbimento.5 Le celle sono state caratterizzate tramite determinazione delle curve caratteristiche J-V al buio e sotto irraggiamento con sun simulator, e tramite misura degli spettri di efficienza di conversione (IPCE). Particolarmente interessanti sono stati i risultati riguardanti i fotopotenziali di circuito aperto (OCV) che cadono nell’intervallo 0.13 ≤ OCV ≤ 0.15 V, cioè tra i più alti riportati in letteratura per le p-DSC basate su fotocatodi di NiO quando la coppia redox e’ I3-/I-.6 In particolare, fra le squaraine investigate, quelle con il gruppo ancorante (-COOH) legato al sistema con maggior estensione di coniugazione elettronica generalmente davano origine ai fotopotenziali più elevati.