Synteza matrycowa kompozytów tlenku cynku stosowanych w ogniwach słonecznych uczulanych barwnikiem

Tlenek cynku jest obiecującym materiałem do budowy anod ze względu na możliwość uzyskiwania go w postaci różnych nanostruktur oraz doskonałą ruchliwość elektronów. W celu poprawy działania ogniw fotowoltaicznych otrzymano nanostruktury ZnO i zastosowano je w elektrodach półprzewodnikowych. Jako podłoże warstwy ZnO zastosowano szkło z tlenku cyny domieszkowanego fluorem FTO (fluorine-doped tin oxide). Po wyżarzaniu pokryto je warstwą składającą się z mikrokulek polistyrenowych wytworzonych in situ metodą polimeryzacji wolnorodnikowej. Zarodki ZnO hodowano w mieszaninie azotanu cynku i heksametylenotetraaminy w celu wytworzenia różnych typów nanostruktur ZnO (struktura siatki 3D i struktura nanodrutu-nanocząstki) o dużej powierzchni właściwej. Warstwę kompozytową uczulono barwnikiem N719 i zastosowano w ogniwach słonecznych. Uzyskano efektywność konwersji energii 3,91%.

---

ZnO was deposited from Zn(OAc)2 soln. on F-doped SnO glass substrate by spin coating. After the procedure was repeated 4 times, the layer was annealed at 400°C for 1 h and covered with template layer consisting of polystyrene microspheres in-situ produced by free radical emulsion polymerization. The seed layer was grown in the mixt. of Zn(NO3)2 and hexamethylenetetramine to produce ZnO of nanowire-nanoparticle structures with high sp. surface area. The template layer was then removed by heating at 500°C for 1 h under formation of ZnO nanostructures. Di(tetrabutylammonium)cis-bis(isothiocyanato)bis(2,2’- bipyridyl-4,4’-dicarboxylato)ruthenium(II) (N719 dye) was then deposited from its soln. on the composite surface and sensitized in dark for 1 h. The product was characterized by X-ray diffractometry, elec. impedance spectroscopy and scanning electron microscopy and then successfully used as a semiconductor electrode in a solar cell of improved performance.