Nuevo colorante orgánico para aplicación en celdas solares de sensibilización espectral

Abstract

En este trabajo se caracterizó un nuevo material orgánico: 2,2´-dicianoacético-7,7´-bisdifenilamino-9,9´-spirobisfuoreno (SSD1), el cual tiene por finalidad reemplazar los complejos derivados de Rutenio, utilizados en celdas solares sensibilizadas espectralmente. Esta estructura posee un grupo spirobisfluoreno como centro estructural, el cual es sustituido con grupos donores (D) (Trifenilamina) y grupos aceptores (A) de electrones (ciano y carboxilo). Se evaluó la eficiencia de conversión de energía de los dispositivos construidos con depósitos de nanopartículas de TiO2 sensibilizadas con SSD1 y utilizando la cupla Γ/Γ₃ como mediador redox. Las celdas exhibieron una corriente de cortocircuito (Jcc) de 8.9 mA/cm², un voltaje de circuito abierto (Voc) de 0.61 V, y un Factor de llenado (FF) de 0.67, lo cual determina una eficiencia (η) de 3.75%.

A new dye, SSD1, featuring two donor/acceptor chromophores aligned in a spiro configuration with two anchoring group separated at a distance of 10.05 Å (closely matching the distance between the adsorption sites of the anatase TiO2 surface), that undergoes efficient dye adherence on TiO2 films. A dye-sensitized solar cell incorporating SSD1 exhibited a short-circuit current of 8.9 mA cm–2, an open-circuit voltage of 0.63 V, a fill factor of 0.67, and a power conversion efficiency of 3.75%.