Kinolin esaslı D-π-A organik boyaların güneş gözelerinde kullanımlarının incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, boya duyarlı güneş gözeleri (BDGG'ler) için π-köprüsü olarak kinolin (5a ve 5b) ve piridokarbazol (5c) içeren üç yeni D-π-A organik boya kullanılmıştır. Deneysel ve teorik sonuçlar, piridokarbazollü boyaların, kinolin bazlı boyalara kıyasla uzun dalga boyunda ışık hasatı için uygun olabileceğini doğrulamıştır. Kenodeoksokolik asit (CDCA) ile birlikte 5a-c boyalarından üretilen BDGG'lerin enerji dönüşüm verimleri sırasıyla % 2,39, % 2,62 ve % 3,25'dir. Bununla birlikte, bu verimlerin yardımcı adsorbant (CDCA) yokluğunda elde edilen verimlere kıyasla sadece % 8-15 aralığında artması, 5a-c boyalarının moleküller arası agregasyonu baskıladığını ve yük rekombinasyonunu sınırladığını göstermektedir. Başka bir deyişle, bu çalışmayla D-π-A organik boyalarına π-köprüsü olarak kinolin veya piridokarbazol eklenmesiyle koadsorben içermeyen BDGG'lerin elde edilebileceği ortaya çıkarılmıştır.

In this study, three novel D-π-A organic dyes containing quinoline (5a and 5b) and pyridocarbazole (5c) as the π-spacers have been used for dye-sensitized solar cells (DSSCs). The experimental and theoretical results confirmed that the incorporation of pyridocarbazole in the dye could be favorable for the long wavelength light-harvesting as compared to quinoline based dyes. Power conversion efficiency of DSSCs based on 5a-c dyes together with chenodeoxycholic acid (CDCA) is 2.39%, 2.62% and 3.25% respectively. However, these efficiencies present only 8–15% of enhancement compared to that in the absence of coadsorbent (CDCA), which suggests dyes 5a-c suppress the intermolecular aggregation and restrain charge recombination. In other words, this work suggests that the introduction of quinoline or pyridocarbazole as the π-spacers into D-π-A organic dyes is a promising way for coadsorbent-free DSSCs.