Ученые ИОХ РАН продолжают изучение влияния структуры красителей типа D-A-π-A на фотовольтаические свойства солнечных ячеек Гретцеля на их основе

20 сентября 2021 г.

Сенсибилизированные красителем солнечные ячейки Гретцеля (Dye-sensitized solar cells, DSSC) являются одной из наиболее перспективных технологий преобразования солнечной энергии в электричество. Органические фотосенсибилизаторы играют ключевую роль в DSSC и в значительной степени определяют их рабочие характеристики. Эволюция от простейших молекул типа донор-акцептор (D–A) к более сложным комбинациям позволила выявить наиболее эффективную структуру, содержащую дополнительный внутренний акцептор и π-мостик между концевым акцептором и донором: D-A-π-A.

Ранее сотрудниками лаборатории полисераазотистых гетероциклов ИОХ РАН было установлено, что даже незначительное изменение структуры донорного фрагмента (D) существенно влияет на фотовольтаические свойства конечных структур. В продолжении работ по разработке новых структурных фрагментов и созданию молекул типа D-A-π-A, обладающих высокими фотоэлектрическими параметрами, были получены три красителя на основе бензо[c][1,2,5]тиадиазола в качестве внутреннего акцептора (A) и N-замещенных индолинов, конденсированных с циклопентаном или циклогексаном, в качестве донорного (D) строительного блока. Было продемонстрировано, что даже незначительное изменение структуры отдельных фрагментов красителей оказывает существенное влияние на оптические и фотовольтаические свойства DSSC. Совместно с коллегами из Университета Эдинбурга синтезированные вещества были использованы для конструирования DSSC.Наибольшее значение эффективности преобразования энергии, полученное для DSSC на основе синтезированных сенсибилизаторов, составляет 5.2%, а использование в качестве сосенсибилизатора скваринного красителя позволило повысить это значение до 5.8%. В целом, эффективность преобразования света для всех устройств на основе новых сенсибилизаторов составила 4.4-5.2%, что выше описанных ранее аналогов.

Источник:

E. Tanaka, M. S. Mikhailov, N. S. Gudim, E. A. Knyazeva, L. V. Mikhalchenko, N. Robertson, O. A. Rakitin, “Structural features of indoline donors in D–A-π-A type organic sensitizers for dye-sensitized solar cells” Mol. Syst. Des. Eng., 2021, 6, 730-738. DOI: 10.1039/d1me00054c.