جایگزینی مؤثر و مناسب برای افزاینده ی ترشیوبوتیل پیریدین درسیستمهای الکترولیتی یدید/تری یدید توسط تری بوتیل فسفات در سلولهای خورشیدی حساس شده با رنگ

چکیده مقاله

امروزه کاهش هزینههای ساخت سلولهای خورشیدی حساس شده با رنگ یکی از مهمترین اهداف پژوهشگران در این زمینه است. از میان اجزای مختلف یک سلول خورشیدی حساس شده با رنگ، رنگ و افزایندههای الکترولیتی و کاتد سه جز گرانقیمت آن هستند. اولینبار، در سال 3991 افزایندهی ترشیوبوتیل پیریدین ) TBP ( توسط گرتزل در سلولهای خورشیدی حساس شده با رنگ بهکار رفت. سمی بودن و گرانقیمت بودن TBP باعث شد تا تحقیقات وسیعی در زمینهی جایگزینی این ماده در سالهای اخیر انجام شود. 4-)دیفنیلآمینو( (- در این پژوهش، سلولهای خورشیدی با رنگ آلی 2-سیانو- 1 فنیل( آکریلیک اسید ) TPA ( ساخته شد که در آن افزایندهی تریبوتیل فسفات ) TBPP ( جایگزین TBP در الکترولیت شد. با استفاده از نتایج بهدست آمده از دادههای جریان-ولتاژ، امپدانس الکتروشیمیایی و ولتامتری چرخهای، مکانیسم عملکرد افزایندهی TBPP تعیین شد. TBPP به عنوان باز لوییس عمل کرده و با تیتانیم ) IV ) بهعنوان اسید لوییس برهمکنش داشته و در نتیجه، در سطح تیتانیم دیاکسید جذب میشود. نتایج حاصل شده از طیفبینی امپدانس الکتروشیمیایی نشان میدهد که این برهمکنش منجر به افزایش دانسیتهی الکترون در نوار رسانش تیتانیم دیاکسید میشود و این امر، تراز فرمی آن را بهسمت پتانسیلهای منفی جابهجا میکند که منجر به افزایش ولتاژ سلول میشود. این جابهجایی تأثیر چشمگیری بر روی فرآیند بازترکیب الکترون داشته و آن را کندتر میکند. همچنین ، نتایج امپدانس نشان میدهد که ظرفیت خازنی سطح الکترود کار در حضور TBPP افزایش مییابد که بهعلت آرایش بارهای مثبت و منفی در مولکول TBPP و سطح تیتانیم دیاکسید است. نتایج حاصل شده نشان میدهد که افزایندهی TBPP میتوانند بهتنهایی بهعنوان افزایندهی اصلی و بهعنوان جایگزینی مناسب برای TBP بهکار رود.