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Effects of structure and electronic properties of D-π-A organic dyes on photovoltaic performance of dye-sensitized solar cells

引用

Journal of Energy Chemistry 2021年第3期30卷 208-216页

作者： Min-Woo Lee Jae-Yup Kim Hyung-Geun Lee Hyun Gil Cha Duck-Hyung Lee Min Jae Ko Bio-Based Chemistry Research Center Advanced Convergent Chemistry DivisionKorea Research Institute of Chemical Technology(KRICT)Ulsan 44429Republic of Korea Department of Chemical Engineering Dankook UniversityYongin 16890Republic of Korea Department of Chemistry Sogang UniversitySeoul 04107Republic of Korea Department of Chemical Engineering Hanyang UniversitySeoul 04763Republic of Korea Institute of Nano Science and Technology Hanyang UniversitySeoul 04763Republic of Korea

Herein,we examine the performance of dye-sensitized solar cells containing five D-π-A organic dyes designed by systematic modification of π-bridge size and geometric *** dye has a simple push-pull structure with a triarylamino group as an electron donor,bithiophene-4,4-dimethyl-4 H-cyclopenta 1,2-b:5,4-b’]dithiophene(M11),4,4-dimethyl-4 H-cyclopenta[1,2-b:5,4-b’]dithiophenethiophene(M12),thiophene-4,4-dimethyl-4 H-cyclopenta[1,2-b:5,4-b’]dithiophene(M13),4,4-dimethyl-4 H-cyclopenta[1,2-b:5,4-b’]dithiophene-benzene(M14),and 4,4-dimethyl-4 H-cyclopenta[1,2-b:5,4-b’]dithiophene(M15)units asπ-bridges,and cyanoacrylic acid as an electron acceptor/*** extension of theπ-bridge linkage favors wide-range absorption but,because of the concomitant molecular volume increase,hinders the efficient adsorption of dyes on the TiO_(2) film ***,higher loadings are achieved for smaller dye molecules,resulting in(i)a shift of the TiO_(2) conduction band edge to more negative values,(ii)a greater photocurrent,and(iii)suppressed charge recombination between the photoanode and the redox couple in the ***,under one-sun equivalent illumination(AM 1.5 G,100 mW/cm^(2)),the highest photovoltage,photocurrent,and conversion efficiency(η=7.19%)are observed for M15,which has the smallest molecular volume among M series dyes.

关键词： Dye-sensitized solar cells Donor-acceptor dyes electron-rich unit Wide-range absorption Impedance spectroscopy

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