Hydroxamic acid pre-adsorption raises the efficiency of cosensitized solar cells

色素敏化染料 材料科学 介孔材料 能量转换效率 光伏系统 吸附 纳米技术 电解质 二氧化钛 化学工程 光电子学 化学 电极 催化作用 有机化学 电气工程 物理化学 工程类 冶金
作者
Yameng Ren,Dan Zhang,Jiajia Suo,Yiming Cao,Felix T. Eickemeyer,Nick Vlachopoulos,Shaik M. Zakeeruddin,Anders Hagfeldt,Michaël Grätzel
出处
期刊:Nature [Nature Portfolio]
卷期号:613 (7942): 60-65 被引量:281
标识
DOI:10.1038/s41586-022-05460-z
摘要

Dye-sensitized solar cells (DSCs) convert light into electricity using photosensitizers adsorbed on the surface of nanocrystalline mesoporous titanium dioxide (TiO2) films along with electrolytes or solid charge-transport materials1-3. They possess many features including transparency, multicolor and low-cost fabrication, and are being deployed in glass facades, skylights and greenhouses4. Recent development of sensitizers5-10, redox mediators11-13 and device structures14 has improved the performance of DSCs, particularly under ambient light conditions14-17. To further enhance its efficiency, it is pivotal to control the assembly of dye molecules on the surface of TiO2 that favors charge generation. Here, we report a route of pre-adsorbing a monolayer of a hydroxamic acid derivative on the surface of TiO2 to improve the dye molecular packing and photovoltaic performance of two newly-designed co-adsorbed sensitizers that harvests light quantitatively across the entire visible domain. The best performing cosensitized solar cells exhibited a power conversion efficiency (PCE) of 15.2% (independently confirmed 15.2%) under standard air mass 1.5 global simulated sunlight, and showed long-term operational stability (500 hours). Devices with a larger active area of 2.8 cm2 exhibited PCE of 28.4 % to 30.2 % over a wide range of ambient light intensities along with high stability. Our findings pave the way for facile access to high performance DSCs and offer promising prospects for applications as power supply and battery replacement for low-power electronic devices18-20 that use ambient light as their energy source.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
wang12发布了新的文献求助10
刚刚
情怀应助橘子采纳,获得10
刚刚
小二郎应助panhang采纳,获得10
2秒前
休息日发布了新的文献求助20
2秒前
3秒前
3秒前
奶茶发布了新的文献求助10
4秒前
ajun完成签到,获得积分10
6秒前
mahaha发布了新的文献求助30
7秒前
冰魂应助圣代采纳,获得30
8秒前
10秒前
10秒前
10秒前
无奈冥发布了新的文献求助10
10秒前
young完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
14秒前
vvSirius完成签到,获得积分10
15秒前
小二郎应助果汁橡皮糖采纳,获得10
15秒前
曹杨磊发布了新的文献求助30
15秒前
冷静尔云发布了新的文献求助10
16秒前
gougoudy发布了新的文献求助10
16秒前
春天的鱼发布了新的文献求助10
17秒前
遇上就这样吧应助小余采纳,获得10
18秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
19秒前
19秒前
希望天下0贩的0应助朱fytf采纳,获得10
21秒前
Raymond应助巷子里的猫采纳,获得10
22秒前
22秒前
英姑应助苹果酸奶采纳,获得10
24秒前
认真的寒香完成签到 ,获得积分10
26秒前
CXS完成签到,获得积分10
26秒前
眼睛大如天完成签到,获得积分20
26秒前
NexusExplorer应助gougoudy采纳,获得10
27秒前
灵巧谷波发布了新的文献求助10
27秒前
28秒前
完美世界应助科研通管家采纳,获得10
30秒前
酷波er应助科研通管家采纳,获得10
30秒前
31秒前
Kuhn_W完成签到,获得积分10
31秒前
高分求助中
【提示信息,请勿应助】请使用合适的网盘上传文件 10000
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 2000
Electron microscopy study of magnesium hydride (MgH2) for Hydrogen Storage 800
Green Star Japan: Esperanto and the International Language Question, 1880–1945 800
Sentimental Republic: Chinese Intellectuals and the Maoist Past 800
Building Quantum Computers 500
近赤外発光材料の開発とOLEDの高性能化 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3869052
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3411333
关于积分的说明 10673182
捐赠科研通 3135583
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1729789
邀请新用户注册赠送积分活动 833475
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 780798