Optical Properties of Grätzel Cells Based on Delphinidin with Silicon Carbide Nanoparticles

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Properties of a delphinidin complex with silicon carbide nanoparticles have been studied by optical methods. Electron microscopy data have been used to determine the phase composition of silicon carbide samples. A comparative analysis of the absorption spectra of solutions of delphinidin and delphinidin with silicon carbide nanoparticles has shown a marked increase in light absorption in the presence of the nanoparticles. The observed large increase in absorbance attests to a considerable adsorption of delphinidin molecules on the surface of silicon carbide nanoparticles. Combining delphinidin with silicon carbide nanoparticles improves the performance of Grätzel cells compared to the sensitizer without nanoparticles. The addition of silicon carbide nanoparticles to the dye increases the power and efficiency of the Grätzel cell.

About the authors

S. I. Rasmagin

Prokhorov General Physics Institute (Federal Research Center), Russian Academy of Sciences, 119991, Moscow, Russia

Author for correspondence.
Email: rasmas123@yandex.ru
Россия, 119991, Москва, ул. Вавилова, 38

References

  1. O’Regan B., Gratzel M. A Low-Cost. High-Efficiency Solar Cell Based on Dye-Sensitized Colloidal TiO2 Films // Nature. 1991. V. 353. № 6346. P. 737–740. https://doi.org/10.1038/353737a0
  2. Kakiage K., Aoyama Y., Yano T. Highly-Efficient Dye-Sensitized Solar Cells with Collaborative Sensitization by Silyl-Anchor and Carboxy-Anchor Dyes // Chem. Commun. 2015. V. 51b. № 88. P. 15894–15897. https://doi.org/10.1039/x0xx00000x
  3. Zhao J.H., Wang A., Green M.A. 19.8% Efficient “Honeycomb” Textured Multicrystalline and 24.4% Monocrystalline Silicon Solar Cells // Appl. Phys. Lett. 1998. V. 73. P. 1991–1993. https://doi.org/10.1063/1.122345
  4. Shockey W., Queisser M.A. Detailed Balance Limit of Efficiency of p-n Junction Solar Cells // J. Appl. Phys. 1961. V. 32. P. 510–519. https://doi.org/10.1063/1.1736034
  5. Lee A.C., Lin R.H., Yang C.Y. Preparations and Characterization of Novel Photocatalysts with Mesoporous Titanium Dioxide (TiO2) via a Sol-Gel Method // Mater. Chem. Phys. 2008. V. 109. P. 275–280. https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2007.11.016
  6. Sekar N., Ghelot V. Metal Complex Dyes for Dye-Sensitized Solar Cells: Recent Developments // Resonance. 2010. V. 15. P. 819–831. https://doi.org/10.12691/pmc-3-1-1
  7. Perera I.R., Hettiarachchi C.V., Ranatunga R.J.K.U. Metal–Organic Frameworks in Dye-Sensitized Solar Cells Energy, Environment, and Sustainability // Advances in Solar Energy Research. 2019. P. 175–219. https://doi.org/10.1007/978-981-13-3302-6_7
  8. Min K.-W., Yu M.-T., Ho C.-T., Chen P.-R., Tsai J.-K., Wu T.-C., Wu T.-L. Application of Doping Graphene Quantum Dots and Gold Nanoparticles on Dye-Sensitized Solar Cells // Mod. Phys. Lett. B. 2021. P. 2141017. https://doi.org/10.1142/S0217984921410177
  9. Sharif N.F.M., Md Din M.F., Ab. Kadir M.Z.A., Shafie S., Yusuf Y., Buda S. Light Absorption Enhancement Using Graphene Quantum Dots and the Effect of N-719 Dye Loading on the Photoelectrode of Dye-Sensitized Solar Cell (DSSC) // Key Eng. Mater. 2022. V. 908. P. 259–264. https://doi.org/10.4028/p-0cm1r4
  10. Расмагин С.И., Красовский В.И. Исследование взаимодействия дифталоцианина лютеция с наночастицами карбида кремния оптическими методами // ЖТФ. 2021. Т. 91. № 3. С. 490–494. https://doi.org/10.1134/S1063784221030208
  11. Kouari Y.El., Migalska-Zalas A., Arof A.K., Sahraoui B. Computations of Absorption Spectra and Nonlinear Optical Properties of Molecules Based on Anthocyanidin Structure // Opt. Quant. Electron. 2015. V. 47. P. 1091–1099. https://doi.org/10.1007/s11082-014-9965-4
  12. Jin L., Dajun Chen D. Enhancement in Photovoltaic Performance of Phthalocyanine-sensitized Solar Cells by Attapulgite Nanoparticles // Electrochim. Acta. 2012. V. 72. P. 40–45.
  13. Расмагин С.И. Оптические свойства комплекса дифталоцианина лютеция с наночастицами карбида кремния // Неорган. материалы. 2020. Т. 56. № 9. С. 975–978. https://doi.org/10.1134/s0020168520090149
  14. Ершов И.А., Исхакова Л.Д., Красовский В.И., Милович Ф.О., Расмагин С.И., Пустовой В.И. Cинтез наночастиц карбида кремния методом лазерного пиролиза смеси моносилана и ацетилена // Физика и техника полупроводников. 2020. Т. 54. № 11 (111177). С. 1233–1237. https://doi.org/10.1134/S1063782620110081
  15. Tractz G.T., Dias B.V., Banczek E.P., Da Cunha M.T., Rodrigues P.R.P., Alves G.J.T. Dye Sensitized Solar Cells (CSSC): Perspectives, Materials, Functioning and Characterization Techniques // Rev. Virtual Quim. 2020. V. 12. № 3. P. 748–774. https://doi.org/10.21577/1984-6835.20200060

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (15KB)
3.

Download (301KB)
4.

Download (157KB)

Copyright (c) 2023 С.И. Расмагин

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».