DYE PHOTOSENSITIZERS AND THEIR INFLUENCE ON DSSC EFFICIENCY: A REVIEW

Ewelina Krawczak

doi:10.35784/iapgos.34

pdf (angielski)

Opublikowane: 2019-09-26

DOI: https://doi.org/10.35784/iapgos.34

Numer Tom 9 Nr 3 (2019)

TRANSFER WIEDZY JAKO JEDEN Z CZYNNIKÓW ZWIĘKSZANIA KONKURENCYJNOŚCI UNIWERSYTETU
Madina Bazarova, Waldemar Wójcik, Gulnaz Zhomartkyzy, Saule Kumargazhanova, Galina Popova

4-9
GENERACJE W SIECIACH BAYESOWSKICH
Alexander Litvinenko, Natalya Litvinenko, Orken Mamyrbayev, Assem Shayakhmetova

10-13
MODEL EDUKACJI INŻYNIERYJNEJ Z WYKORZYSTANIEM PODEJŚCIA KOMPETENCYJNEGO, INŻYNIERII ONTOLOGICZNEJ I INTELIGENTNYCH POŁĄCZEŃ SKŁADNIKÓW WIEDZY
Bulat Kubekov, Leonid Bobrov, Anar Utegenova, Vitaly Naumenko, Raigul Alenova

14-17
OCENA WARTOŚCI DIAGNOSTYCZNEJ METODY OLFAKTOMETRII KOMPUTEROWEJ
Oleg Avrunin, Yana Nosova, Sergii Zlepko, Ibrahim Younouss Abdelhamid , Nataliia Shushliapina

18-21
DIAGNOSTYKA RÓŻNICOWA ASEPTYCZNEGO I SEPTYCZNEGO OBLUZOWANIA PANEWKI ENDOPROTEZY STAWU BIODROWEGO METODAMI TOMOGRAFII POLARYZACYJNEJ
Alexander G. Ushenko, Olexander Olar

22-25
ANALIZA PRZYPADKÓW W OCENIE NIEPEWNOŚCI POMIARU NA POTRZEBY KALIBRACJI
Sarsenbek Zhussupbekov, Svetlana Khan, Lida Ibrayeva

26-29
NARZĘDZIE KONTROLI STĘŻENIA DWUTLENKU WĘGLA W SPALINACH KOTŁÓW PRACUJĄCE NA PODSTAWIE METODY ABSORPCJI OPTYCZNEJ
Oleksandr Vasilevskyi, Ihor Dudatiev, Kostyantyn Ovchynnykov

30-34
ANALIZA EGZERGETYCZNA KOLEKTORA SŁONECZNEGO DWUOBWODOWEGO Z OBIEGIEM TERMOSYFONU
Waldemar Wójcik, Maksat Kalimoldayev, Yedilkhan Amirgaliyev, Murat Kunelbayev, Aliya Kalizhanova, Ainur Kozbakova, Timur Merembayev

35-39
ANALIZA MODELI DYNAMIKI TRANSFORMACJI MATERII ORGANICZNEJ GLEBY
Liubov Shostak, Mykhailo Boiko, Olha Stepanchenko, Olena Kozhushko

40-45
METODA DIAGNOZOWANIA WYTRZYMAŁOŚCI MATERIAŁU WYPEŁNIAJĄCEGO Z WYKORZYSTANIEM SZEREGÓW CZASOWYCH
Salim Mustafin, Marat Arslanov, Abdikarim Zeinullin, Ekaterina Korobova

46-49
ZASTOSOWANIE ALGORTYMU SELEKCJI KLONALNEJ DO SYNTEZY REGULATORA PID SYSTEMÓW MIMO W PRZEMYŚLE PETROCHEMICZNYM
Olga Shiryayeva, Timur Samigulin

50-53
PORÓWNANIE ALGORYTMÓW OPTYMALIZACJI KLASYFIKATORA CZASOWEGO DO SYSTEMU ROZPOZNAWANIA MOWY
Yedilkhan Amirgaliyev, Kuanyshbay Kuanyshbay, Aisultan Shoiynbek

54-57
SYNTEZA NADĄŻNEGO SYSTEMU STEROWANIA PROCESEM FLOTACJI W OPARCIU O ALGORYTM LQR
Shamil Koshimbaey, Zhanar Lukmanova, Andrzej Smolarz, Shynggyskhan Auyelbek

58-61
METODA WYKRYWANIA NIEJEDNORODNOŚCI I DEFEKTÓW W MATERIAŁACH Z WYKORZYSTANIEM CZUJNIKÓW OPARTYCH NA ŚWIATŁOWODOWYCH STRUKTURACH BRAGGA
Łukasz Zychowicz

62-65
PORÓWNANIE WPŁYWU STANDARYZACJI I NORMALIZACJI DANYCH NA SKUTECZNOŚĆ KLASYFIKACJI TEKSTURY TKANKI GĄBCZASTEJ KRĘGOSŁUPA
Róża Dzierżak

66-69
DIAGNOSTYKA PROCESU SPALANIA Z WYKORZYSTANIEM ANALIZY ZMIAN INTENSYWNOŚCI ŚWIECENIA PŁOMIENIA
Żaklin Grądz, Joanna Styczeń

70-73
OPTYMALIZACJA STEROWNIKA CYFROWEGO DLA SYSTEMU REGULACJI STOCHASTYCZNEJ
Igor Golinko, Volodymyr Drevetskiy

74-77
SYSTEM PRZECIWDZIAŁANIA BEZZAŁOGOWYM STATKOM POWIETRZNYM
Nataliia Lishchyna, Valerii Lishchyna, Yuliia Povstiana, Andrii Yashchuk

78-81
ZARZĄDZANIE ROLNICTWEM NA PODSTAWIE TECHNOLOGII INFORMACYJNYCH
Olena Sivakovska, Mykola Rudinets, Mykhailo Poteichuk

82-85
SUBSTANCJE SENSYBILIZUJĄCE I ICH WPŁYW NA SPRAWNOŚĆ BARWNIKOWYCH OGNIW SŁONECZNYCH (DSSC): PRZEGLĄD
Ewelina Krawczak

86-90

Archiwum

2021

Tom 11 Nr 4
2021-12-20 15
Tom 11 Nr 3
2021-09-30 10
Tom 11 Nr 2
2021-06-30 11
Tom 11 Nr 1
2021-03-31 14

2020

Tom 10 Nr 4
2020-12-20 16
Tom 10 Nr 3
2020-09-30 22
Tom 10 Nr 2
2020-06-30 16
Tom 10 Nr 1
2020-03-30 19

2019

Tom 9 Nr 4
2019-12-16 20
Tom 9 Nr 3
2019-09-26 20
Tom 9 Nr 2
2019-06-21 16
Tom 9 Nr 1
2019-03-03 13

2018

Tom 8 Nr 4
2018-12-16 16
Tom 8 Nr 3
2018-09-25 16
Tom 8 Nr 2
2018-05-30 18
Tom 8 Nr 1
2018-02-28 18

2017

Tom 7 Nr 4
2017-12-21 23
Tom 7 Nr 3
2017-09-30 24
Tom 7 Nr 2
2017-06-30 27
Tom 7 Nr 1
2017-03-03 33

Authors

Ewelina Krawczak

e.krawczak@pollub.pl

Politechnika Lubelska

http://orcid.org/0000-0001-9951-3348 ##orcid.unauthenticated##

Abstrakt

Od początku lat 90 XX wieku ogniwa barwnikowe przyciągają uwagę naukowców na całym świecie. Praca ta poświęcona jest przeglądowi badań dotyczących wpływowi substancji sensybilizujących na sprawność barwnikowych ogniw słonecznych (DSSC). Największą sprawność uzyskują ogniwa sensybilizowane barwnikami na bazie rutenu, podczas gdy barwniki naturalne pozwalają na pracę z wydajnością 4,6%. Sprawność konwersji energii ogniw uczulanych barwnikami organicznymi wynosi 5-9%, jednakże niektóre z nich, np. Y123 pozwalają na uzyskanie wydajności rzędu 10,3%. Zastosowanie kilku barwników do sensybilizacji jest nowym podejściem, które przekłada się na wartości sprawności nawet do 14,3%.

Słowa kluczowe:

ogniwa fotowoltaiczne, odnawialne źródła energii, konwersja energii, barwnikowe ogniwa słoneczne (DSSC)

Bibliografia

Adedokun O., Titilope K., Awodugba A.O.: Review on natural dye-sensitized solar cells review on natural dye-sensitized solar cells (DSSCs). International Journal of Engineering Technologies 2/2016, 34–41, [DOI: 10.19072/ijet.96456].

Adel R., Abdallah T., Moustafa Y.M., Al-sabagh A.M., Talaat, H.:

Effect of polymer electrolyte on the performance of natural dye sensitized solar cells. Superlattices and Microstructures 86/2015, 62–67, [DOI: 10.1016/j.spmi.2015.07.024].

Ahmad S., Guillén E., Kavan L., Grätzel M., Nazeeruddin M.K.: Metal free sensitizer and catalyst for dye sensitized solar cells. Energy & Environmental Science 6/2013, 3439–3466, [DOI: 10.1039/C3EE41888J].

Ayalew W.A., Ayele D.W.: Dye-sensitized solar cells using natural dye as light-harvesting materials extracted from Acanthus sennii chiovenda flower and Euphorbia cotinifolia leaf. Journal of Science: Advanced Materials and Devices 1/2016, 488–494, [DOI: 10.1016/j.jsamd.2016.10.003].

Bakr N., Ali A., Jassim S., Hassoon K.: Effect of N719 Dye Concentration on the Conversion Efficiency of Dye Sensitized Solar Cells. ZANCO Journal of Pure and Applied Sciences 29/2017, 274–280 [DOI: 10.21271/ZJPAS.29.s4.31].

Bessho T., Constable E.C., Graetzel M., Redondo A.H., Housecroft C.E., Kylberg W., Nazeeruddin M.K., Neuburgerb M., Schaffner S.: An element of surprise—efficient copper-functionalized dye-sensitized solar cells. Chemical Communications 32/2008, 3717–3719, [ DOI: 10.1039/B808491B].

Blaschke T., Biberacher M., Gadocha S., Schardinger I.: ‘Energy landscapes’: Meeting energy demands and human aspirations. Biomass and Bioenergy 55/ 2013, 3–16, [DOI: 10.1016/j.biombioe.2012.11.022].

Calogero G., Yum J.-H., Sinopoli A., Di Marco G., Gratzel M., Nazeeruddin M. K.: Anthocyanins and betalains as light-harvesting pigments for dye-sensitized solar cells. Solar Energy 86/2012, 1563–1575, [DOI: 10.1016/j.solener.2012.02.018].

Chang H., Lo Y.-J.: Pomegranate leaves and mulberry fruit as natural sensitizers for dye-sensitized solar cells. Solar Energy 84/2010, 1833–1837, [DOI: 10.1016/j.solener.2010.07.009].

Chiba Y., Islam A., Watanabe Y., Komiya R., Koide N., Han, L.: Dye-sensitized solar cells with conversion efficiency of 11.1%. Japanese Journal of Applied Physics 45/2006, 24–28, [DOI: 10.1143/JJAP.45.L638].

De Angelis F., Fantacci S., Mosconi E., Nazeeruddin M.K., Grätzel M.: Absorption Spectra and Excited State Energy Levels of the N719 Dye on TiO2 in Dye-Sensitized Solar Cell Models. The Journal of Physical Chemistry C 115/211, 8825–8831, [DOI: 10.1021/jp111949a].

Dobrzański L.A., Szindler M.M., Szindler M., Dudek A., Krawiec K.: The influence of natural and synthetic dyes on the absorbance of nanocrystalline TiO2 used in dye sensitized solar cells. Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering 69/2015, 53–58.

Durrant J.R., Haque S.A., Palomares E.: Towards Optimisation of Electron Transfer Processes in Dye Sensitised Solar Cells. Coordination Chemistry Reviews 248/2004, 1247–1257, [DOI: 10.1016/j.ccr.2004.03.014].

Funaki T., Yanagida M., Onozawa-Komatsuzaki N., Kawanishi Y., Kasuga K.,, Sugihara H.: A 2-quinolinecarboxylate-substituted ruthenium(II) complex as a new type of sensitizer for dye-sensitized solar cells. Inorganica Chimica Acta 362/2009, 2519–2522, [DOI: 10.1016/j.ica.2008.10.019].

Ghann W., Kang H., Sheikh T., Yadav S., Chavez-Gil T., Nesbitt F., Uddin J.: Fabrication, Optimization and Characterization of Natural Dye Sensitized Solar Cell. Scientific Reports 7/2017, 1–12, [DOI: 10.1038/srep41470].

Hemmatzadeh R., Jamali A.: Enhancing the optical absorption of anthocyanins for dye-sensitized solar cells. Journal of Renewable and Sustainable Energy 7/2015, [DOI: 10.1063/1.4907599].

Iqbal M.Z., Ali S.R., Khan S.: Progress in dye sensitized solar cell by incorporating natural photosensitizers. Solar Energy 181/2019, 490–509, [DOI: 10.1016/j.solener.2019.02.023].

Jackson P., Wuerz R., Hariskos D., Lotter E., Witte W., Powalla M.: Effects of heavy alkali elements in Cu(In,Ga)Se2 solar cells with efficiencies up to 22.6%. Physica Status Solidi 10/2016, 583–586, [DOI: 10.1002/pssr.201600199].

Jonathan E., Onimisi M.Y., Eli D.: Natural pigments as sensitizers for dye sensitized solar cells. Advances in Materials 5/2016, 31–34, [DOI: 10.11648/j.am.20160505.11].

Kabir F., Sakib S.N., Matin N.: Stability study of natural green dye based DSSC. Optik 181/2019, 458–464, [DOI: 10.1016/j.ijleo.2018.12.077].

Kakiage K., Aoyama Y., Yano T., Oya K., Fujisawa J.-I., Hanaya M.: Highly-efficient dye-sensitized solar cells with collaborative sensitization by silyl-anchor and carboxy-anchor dyes, Chemical Communications 51/2015, 15894–15897, [DOI: 10.1039/c5cc06759f].

Krawczak E., Zdyb A.: The influence of the dye adsorption time on the DSSC performance. E3S Web of Conferences 100/2019, [DOI: 10.1051/e3sconf/201910000040].

Kumar, R., Sharma, A.K., Parmar, V.S., Watterson, A.C., Chittibabu, K.G., Kumar, J., Samuelson, L.A.: Flexible, dye-sensitized nanocrystalline solar cells employing biocatalytically synthesized polymeric electrolytes. Chemistry of Materials 16/2004, 4841–4846, [DOI: 10.1021/cm0496568].

Lee C.-P., Lin R. Y.-Y., Lin L.-Y., Li C.-T., Chu T.-C., Sun S.-S, Lin J. T., Ho K.-C.: Recent progress in organic sensitizers for dye-sensitized solar cells. RSC Advances 5/2015, 23810–23825, [DOI: 10.1039/C4RA16493H].

Lee K. E., Gomez M. A., Elouatik S., Demopoulos G. P.: Further Understanding of the Adsorption Mechanism of N719 Sensitizer on Anatase TiO2 Films for DSSC Applications Using Vibrational Spectroscopy and Confocal Raman Imaging. Langmuir 26/2010, 9575–9583, [DOI: 10.1021/la100137u].

Li W., Lv F., Shu T., Tan X., Jiang L., Xiao T., Xiang P.: Improving the performance of FTO conducting glass by SiO2 and ZnO anti-reflection films for dye-sensitized solar cells. Materials Letters 243/2019, 108–111, [DOI: 10.1016/j.matlet.2019.01.158].

Mahmood A.: Triphenylamine based dyes for dye sensitized solar cells: a review. Solar Energy 123/2016, 127–144, [DOI: 10.1016/j.solener.2015.11.015].

Mallick A., Basak D.: Revisiting the electrical and optical transmission properties of co-doped ZnO thin films as n-type TCOs. Progress in Materials Science 96/2018, 86–110, [DOI: 10.1016/j.pmatsci.2018.03.004].

Manmeeta, Dhiraj S., Sharma G.D., Roy M.S: Improved performance of oxidized Alizarin based Quasi solid state Dye Sensitized solar cell by Surface Treatment. Research Journal of Chemical Sciences 2/2012, 61–71.

Mathew S., Yella A., Gao P., Humphry-Baker R., Curchod B.F., Ashari-Astani N., Tavernelli I., Rothlisberger U., Nazeeruddin M.K., Gratzel M.: Dye-sensitizedsolar cells with 13% efficiency achieved through the molecular engineering of porphyrin sensitizers. Nature Chemistry 6/2014, 242–247, [DOI: 10.1038/nchem.1861].

Mehmood, U., Rahman, S.-U., Harrabi, K., Hussein, I.A., Reddy, B.: Recent advances in dye sensitized solar cells. Advances in Materials Science and Engineering 2014, 1–12, [DOI: 10.1155/2014/974782].

O’Regan B., Grätzel M.: A low-cost, high-efficiency solar cell based on dye-sensitized colloidal TiO2 films. Nature 353/1991, 737–740, [DOI: 10.1038/353737a0].

Polo A.S., Itokazu M.K., Iha N.Y.M.: Metal complex sensitizers in dye sensitized solar cells. Coordination Chemistry Reviews 248/2004, 1343–1361, [DOI: 10.1016/j.ccr.2004.04.013].

Roslan N., Ya'acob M.E., Radzi M.A.M., Hashimoto Y., Jamaludin D., Chen G.: Dye Sensitized SolarCell (DSSC) greenhouse shading: New insights for solar radiation manipulation. Renewable and Sustainable Energy Reviews 92/2018, 171–186, [DOI: 10.1016/j.rser.2018.04.095].

Saini R. K., Kadyan P. S., Singh J., Bhagwan S., Singh D.: Fabrication and Photovoltaic Characteristics of Alizarin Dye Based DSSCs. Der Pharma Chemica 11/ 2019, 43–48 [ISSN 0975-413X].

Sawhney N., Raghav A., Satapathi S.: Utilization of Naturally Occurring Dyes as Sensitizers in Dye Sensitized Solar Cells. IEEE Journal of Photovoltaics 7/2016, 539–544, [DOI: 10.1109/JPHOTOV.2016.2639343].

Shelke R.S., Thombre S.B., Patrikar S.R.: Status and perspectives of dyes used in dye sensitized solar cells. International Journal of Renewable Energy Research 3/2013, 54–61.

Shikoh A. S., Ahmad Z., Touati F., Shakoor R.A., Al-Muhtaseb S. A.: Optimization of ITO glass/TiO2 based DSSC photo-anodes through electrophoretic deposition and sintering techniques. Ceramics International 43/2017, 10540–10545, [DOI: 10.1016/j.ceramint.2017.05.113].

Singh A.M.B.G., Durai A., Murugeasan S.: Evaluation of Colour and Stability of Anthocyanin in Red Tamarind (Tamarindus indica L). International Journal of Advanced Life Sciences 5/2012, 137–144.

Syafinar R., Gomesh N., Irwanto M., Fareq M., Irwan Y.M.: Chlorophyll pigments as nature based dye for dye-sensitized solar cell (DSSC). Energy Procedia 79/2015, 896–902, [DOI: 10.1016/j.egypro.2015.11.584].

Taya S.A., El-Agez T.M., El-Ghamri H.S., Abdel-Latif M.S.: Dye-sensitized solar cells using fresh and dried natural dyes. International Journal of Materials Science and Applications 2/2013, 37–42, [DOI: 10.11648/j.ijmsa.20130202.11].

Taya S.A., El-Agez T.M., Elferi K.S.: Dye-sensitized solar cells based on dyes extracted from dried plant leaves. Turkish Journal of Physics 39/2015, 24–30, [DOI: 10.3906/fiz-1312-12].

Tennakone K., Bandara J.: Photocatalytic activity of dye-sensitized tin(IV) oxide nanocrystalline particles attached to zinc oxide particles: long distance electron transfer via ballistic transport of electrons across nanocrystallites. Applied Catalysis A General 208/2001, 335–341, [DOI: 10.1016/S0926-860X(00)00738-9].

Tributsch H.: Reaction of excited chlorophyll molecules at electrodes and in photosynthesis. Journal of Photo-chemistry and Photobiology 16/1972, 261–269, [DOI: 10.1111/j.1751-1097.1972.tb06297.x].

Tsao H.N., Burschka J., Yi C., Kessler F., Nazeeruddin M.K., Grätzel M.: Influence of the interfacial charge-transfer resistance at the counter electrode in dye-sensitized solar cells employing cobalt redox shuttles. Energy & Environmental Science 4/2011, 4921–4924, [DOI: 10.1039/C1EE02389F].

Türkay B.E., Telli A.Y.: Economic Analysis of Stand Alone and Grid Connected Hybrid Energy Systems. Renewable Energy 36/2011, 1931–1943, [DOI: 10.12691/ajme-4-5-3].

Wang X.-F., Zhan C.-H., Maoka T., Wada Y., Koyama Y.: Fabrication of dye-sensitized solar cells using chlorophylls c1 and c2 and their oxidized forms c1′ and c2′ from Undaria pinnatifida (Wakame). Chemical Physics Letters 447/2007, 79–85, [DOI: 10.1016/j.cplett.2007.08.097].

Wei D.: Dye Sensitized Solar Cells. International Journal of Molecular Sciences 11/2010, 1103–1113, [DOI: 10.3390/ijms11031103].

Yella A., Lee H.-W., Tsao H.N., Yi C., Chandiran A K., Nazeeruddin Md.K., Diau E.W.-G., Yeh C.-Y., Zakeeruddin S.M., Grätzel M.: Porphyrin-Sensitized Solar Cells with Cobalt (II/III)–Based Redox Electrolyte Exceed 12 Percent Efficiency. Science 334/2011, 629–634, [DOI: 10.1126/science.1209688].

Yoshikawa K., Kawasaki H., Yoshida W., Irie T., Konishi K., Nakano K., Uto T., Adachi D., Kanematsu M., Uzu H., Yamamoto K.: Silicon heterojunction solar cell with interdigitated back contacts for a photoconversion efficiency over 26%. Nature Energy 2/2017, 1–8, [DOI: 10.1038/nenergy.2017.32].

Zhang D., Lanier S.M., Downing J.A., Avent J.L., Lum J., McHale J.L.: Betalain pigments for dyesensitized solar cells. Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry 195/2008, 72–80, [DOI: 10.1016/j.jphotochem.2007.07.038].

Zhang S., Yang X., Numata Y., Han L.: Highly efficient dye-sensitized solar cells: progress and future challenges. Energy & Environmental Science 6/2013,1443–1464, [DOI: 10.1039/C3EE24453A].

Eurepean Commisssion Statement, http://europa.eu/rapid/press-release_STATEMENT-18-4155_en.htm [01.08.2019].

International Energy Agency, Executive Summary, 2018, IEA Publications, https://webstore.iea.org/download/summary/190?fileName=English-WEO-2018-ES.pdf [01.08.2019].

SUBSTANCJE SENSYBILIZUJĄCE I ICH WPŁYW NA SPRAWNOŚĆ BARWNIKOWYCH OGNIW SŁONECZNYCH (DSSC): PRZEGLĄD. (2019). Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska, 9(3), 86-90. https://doi.org/10.35784/iapgos.34

##plugins.themes.bootstrap3.article.sidebar##

Numer Tom 9 Nr 3 (2019)

Archiwum

##plugins.themes.bootstrap3.article.main##

Authors

Abstrakt

Słowa kluczowe:

Bibliografia

##plugins.themes.bootstrap3.article.details##

Licencja