Low-Cost TiO2/MWCNT/Ag Dye-Sensitized Solar Cell Based on Polypyrrole/SDS Counter Electrode
Year: 2024
Type: article
Abstract: In this study, titanium dioxide/multiwall carbon nanotube and silver nanoparticles (TiO 2 /MWCNTs/Ag) nanocomposite is employed as photoanode incorporated with polypyrrole/sodium dodecyl sulphate (PPySDS) counter electrode 1 (C 1 ) and polypyrrole/sodium dodecyl sulphate/multiwall carbon nanotube (PPySDSMWCNT) counter electrode 2 (C 2 ) as lowcost counter electrodes compared with a platinum counter electrode to construct dye-sensitized solar cells (DSSCs) using Ru-based dyes Z907, pomegranate dye, arugula dye, and hibiscus dye as a photosensitized one.The working electrode composite is deposited on a transparent-conducting F:SnO 2 (FTO) glass substrate by a thermal chemical spraying technique and, then, anchored with dyes, while the counter electrodes are prepared by the electropolymerization method.The structural and optical properties and interconnectivity of the materials within the composite are investigated thoroughly through various characterization techniques x-ray diffraction (XRD), Raman scattering, field-emission scanning electron microscopy (FESEM), and atomic force microscopy (AFM).Finally, the photovoltaic performances of the assembled DSSCs are tested under photoirradiation (100 mW/cm 2 ).The measured current-voltage (I-V) curve shows that the efficiency of DSSCs in the case of Z907 dye with C 1 and C 2 is of 2.537% and 2.453%, respectively, compared with the reference cell based on the Pt counter electrode, which has an efficiency of 3.57%, that indicates a good efficiency of the low-cost prepared DSSCs.The natural dyes exhibit a moderate efficiency ranging from 1.44-0.53%.У цьому дослідженні нанокомпозит діоксид Титану/багатошарові вуглецеві нанотрубки та наночастинки срібла (TiO 2 /MWCNTs/Ag) використовували як фотоаноду, об'єднану з протиелектродою 1 (C 1 ) поліпірол/додецилсульфат натрію (PPySDS) та протиелектродою 2 (C 2 ) поліпірол/додецилсульфат натрію/багатостінні вуглецеві нанотрубки (PPySDSMWCNT) як недорогими протиелектродами порівняно з Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології Nanosistemi, Nanomateriali, Nanotehnologii 2024, т. 22, № 3, сс.739-768 https://doi.org/10.15407/nnn.22.03.739 2024 ІÌÔ (Іíñòèòóò ìåòàëîôіçèêè іì.Ã. Â. Êóðäþìîâà ÍÀÍ Óêðàїíи) Надруковано в Україні.740 Nuhad SAAD and Oraas ADNAN платиновою протиелектродою для створення сенсибілізованих до барвника сонячних елементів (DSSCs) з використанням барвника Z907 на основі Ru, ґранатового барвника, барвника-руколи, барвника-гібіскусу як фотосенсибілізаторів. Робочий електродний композит був нанесений на прозору провідну скляну підкладинку з F:SnO 2 (FTO) методом термічного хемічного напорошення, а потім закріплений барвниками, тоді як протиелектроди були підготовлені методом електрополімеризації. Структурні й оптичні властивості та взаємозв'язок матеріялів у складі композиту ретельно досліджено за допомогою різних методів визначення характеристик рентґенівської дифракції (XRD), комбінаційного розсіяння, польової емісійної сканувальної електронної мікроскопії (FESEM) та атомно-силової мікроскопії (AFM).Нарешті, фотоелектричні характеристики зібраних DSSCs було перевірено під дією фотоопромінення (100 мВт/см 2 ).Виміряна вольт-амперна крива (I-V) показує, що ефективність DSSCs у випадку барвника Z907 з C 1 і C 2 становила 2,537% і 2,453% відповідно порівняно з еталонною коміркою на основі Pt-протиелектроди, яка має ефективність у 3,57%, а це свідчить про хорошу ефективність недорогих виготовлених DSSCs.Натуральні барвники показали помірну ефективність у межах 1,44-0,53%.
Language: English
Field: Energy
Domain: Physical Sciences
Open Access status: diamond
Funder: University Of Al-Qadisiyah
OpenAlex ID: W4412552055