Amélioration de l'efficacité de conversion photoélectrique pour les cellules solaires flexibles à colorant fibreux

Contexte

Les cellules solaires à colorant (DSSC) sont considérées comme l'une des cellules photovoltaïques de nouvelle génération les plus prometteuses pour remplacer les cellules solaires conventionnelles à base de silicium pour leurs avantages de faible coût, d'efficacité de conversion de puissance élevée et de respect de l'environnement [1, 2] . Cependant, les cellules solaires avec le verre conducteur rigide sont maintenant confrontées à des limitations dans les applications pratiques telles que le transport, l'installation, la manipulation et les systèmes textiles intelligents [3,4,5]. Pour surmonter ces problèmes et élargir son domaine d'application, les cellules solaires en forme de fibre en tant que candidat prometteur pour de futures applications dans diverses directions sont largement concernées par les chercheurs du DSSC.

Les cellules solaires fibreuses présentent des avantages uniques d'être légères, portables et adaptatives à une variété de surfaces incurvées comme notre corps par rapport aux dispositifs photovoltaïques planaires et se développent donc de manière robuste pour répondre aux exigences de divers appareils électroniques portables dans la vie moderne [6,7, 8]. En plus des avantages du DSSC flexible à plaque plate, les cellules solaires de type fibre présentent l'avantage unique d'un éclairage tridimensionnel, qui peut tirer pleinement parti de la lumière diffuse sous tous les angles.

Plusieurs études sur les DSSC fibreuses ont été rapportées avec une préparation avec du fil de titane modifié comme photoanode et du fil de platine pur (Pt) comme contre-électrodes (CE) [9, 10]. Bien entendu, le Pt est l'un des matériaux les plus sélectifs pour catalyser la réduction de I₃ ⁻ à I ⁻ en raison de son activité électrocatalytique supérieure, de sa stabilité et de son excellente conductivité ; cependant, il est très coûteux avec du fil de Pt pur comme CE et défavorise la production à grande échelle pour les dispositifs fibreux. Par conséquent, une conception efficace de l'électrode comprenant un CE à faible coût avec une conductivité élevée et une capacité catalytique est essentielle. De nombreux rapports ont découvert plusieurs options par décomposition thermique ou réduction électrochimique pour préparer les films de Pt avec la même fonction que le platine pur, ce qui réduit considérablement la quantité d'utilisation de platine [11,12,13,14]. De plus, les performances du FFDSSC avec photoanode à fil de titane modifié sont faibles en raison de sa faible charge de colorant et de recombinaison électronique. De nombreuses tentatives sont faites pour améliorer l'efficacité de l'absorption optique et du transport de charge par la modification de la surface, le changement de la taille des particules et la construction multistructure pour la photoanode. L'objectif principal est de développer des électrodes à fibres hautes performances pour améliorer les performances photovoltaïques des cellules solaires en forme de fibre.

Ici, un DSSC fibreux flexible (FFDSSC) basé sur un TiO₂ fibreux flexible photoanode avec surface lisse revêtue sur le substrat de fil de Ti en utilisant une méthode de frittage en plusieurs étapes, et un composite de Pt modifié CE préparé avec du fil d'Al comme noyau interne via une approche de décomposition électrochimique-thermique en deux étapes ont été envisagés pour améliorer le photo-électrique efficacité de conversion. Comme prévu, le composite modifié Pt CE a montré une excellente activité électrocatalytique et une faible résistance au transfert de charge de 3,11 Ω cm ² grâce à des mesures électrochimiques approfondies. Le FFDSSC a présenté une performance considérablement améliorée en termes d'efficacité de conversion photo-électrique de 6,35 % sous une irradiation de 100 mW cm ⁻² (AM 1.5).

Méthodes

Matériaux

Le chlorure de nickel (II) hexahydraté (NiCl₂ ·6H₂ O, 98%), thiourée (TU, ≥ 99,0%), chlorure de cobalt hexahydraté (CoCl₂ ·6H₂ O, 98%), éthanol, acide chloroplatinique, tétrachlorure de titane (TiCl₄ ) et le titanate de tétra-n-butyle sont achetés auprès de Shanghai Chemical Agent Ltd., Chine. Tous les réactifs sont de qualité réactif analytique. Les fils d'aluminium et de titane (diamètre = 0,2 mm, 99,999 %) sont achetés auprès de Shengshida Metallic Material Co., Ltd. Chine. Le colorant sensibilisé au composé organométallique N719 est obtenu auprès de Solaronix SA (Suisse). Le TiO₂ pâte (diamètre = 20 nm) sont achetées auprès de Wuhan Geao Co., Ltd. Chine.

Préparation de TiO fibreux souple₂ photoanode

Les fils d'aluminium et de titane d'une longueur de 15 cm ont été polis avec du papier de verre et nettoyés par ultrasons séquentiellement dans un détergent, de l'acétone, de l'eau distillée et de l'éthanol pendant 30 min, respectivement, puis stockés dans de l'alcool isopropylique. Le TiCl₄ les solutions ont été configurées avec la concentration de 0,03 et 0,05 M et conservées au réfrigérateur.

Le TiO₂ fibreux flexible sensibilisé au colorant photoanode a été préparé en référence à nos rapports précédents [15,16,17]. Tout d'abord, une couche barrière a été formée en immergeant le substrat de fil de titane d'une longueur de 15 cm dans 0,03 M TiCl₄ solution à 70 °C pendant 1 h, suivie d'un frittage à 450 °C pendant 30 min à l'air. Ce processus se répète cinq fois pour augmenter la charge de TiO₂ . Par la suite, le TiO₂ couche avec une taille de particule de 20 nm a été appliquée sur la couche barrière en utilisant la méthode de la brosse, puis frittée à 450 °C pendant 30 min dans l'air. Ce processus se répète trois fois pour former une surface lisse. Une couche modifiée est formée en immergeant le TiO₂ précité substrat dans 0,05 M TiCl₄ solution à 70 °C pendant 1 h et frittage à 450 °C pendant 30 min supplémentaires. Ce processus se répète deux fois pour s'assurer que le TiO₂ les pores sont remplis. Le colorant a été chargé en immergeant le TiO₂ fibreux anode dans 0,3 mM de solution de colorant N719 Tert-butanol/acétonitrile pendant 12 h. Ainsi, le TiO₂ fibreux flexible sensibilisé au colorant photoanode a été obtenue.

Préparation de Pt fibreux CE et fabrication de FFDSSC

Le Pt CE fibreux a été préparé par une approche de décomposition électrochimique-thermique en deux étapes. Tout d'abord, du fil d'aluminium a été trempé dans 0,01 M H₂ PtCl₆ et LiClO₄ solution d'éthanol pour effectuer la procédure d'électrodéposition et obtenu Pt-1 fibreux CE. Le CE fibreux Pt-1 obtenu a été chauffé à 250 °C, puis 0,5 ml de H₂ PtCl₆ (1,0 % en poids) d'isopropanol et d'alcool n-butylique (rapport en volume =1:1) contenant un agent émulsifiant OP (1,0 % en poids) a été rapidement déposé sur la surface du CE fibreux Pt-1 et fritté à 450 °C pendant 30 min pour éliminer certains composés organiques résiduels dans la couche de platine, et un film de platine microporeux a ainsi été préparé et signé Pt-2 fibreux CE. Le CE fibreux Pt-2 a été torsadé autour du TiO₂ fibreux photoanode avec un pas d'environ 0,5 mm pour former un DSSC flexible en forme de fibre (comme le montre la figure 1). Le fil résultant a été scellé dans un tube en plastique (diamètre de 0,5 mm) et de l'électrolyte redox (0,05 M de I₂ , 0,1 M de LiI, 0,6 M d'iodure de tétrabutylammonium et 0,5 M de TBP dans l'acétonitrile) a été injecté avec une seringue et scellé avec l'adhérence UV-cure (HT8803) pour empêcher la fuite ou l'évaporation de l'électrolyte liquide. A titre de comparaison, les DSSC en forme de fibre flexible (basés sur les CE Pt-1 et Pt pur, et le TiO₂ fibreux photoanode avec et sans TiCl₄ modification) ont été préparés en utilisant un processus similaire.

Illustration schématique de la fabrication du DSSC en forme de fibre. un Processus de fabrication du DSSC en forme de fibre. b Photographie du DSSC en forme de fibre

Caractérisation

Les morphologies de surface des échantillons ont été observées en utilisant un microscope électronique à balayage (MEB) à émission de champ JSM-7001F. L'analyse par spectroscopie à dispersion d'énergie (EDS) a été obtenue auprès de Bruker-ASX (modèle Quan-Tax 200). Les mesures de voltamétrie cyclique (CV) ont été effectuées dans une cellule à trois électrodes et à un compartiment, dans laquelle un fil de Pt tel que préparé a été utilisé comme électrode de travail, une feuille de Pt de 1,5 cm ² comme CE, et une électrode Ag/AgCl comme électrode de référence dans une solution d'acétonitrile constituée de 10 mM LiI, 1 mM I₂ , et 0,1 M de LiClO₄ . Les tests EIS ont été effectués en simulant des conditions de circuit ouvert à l'atmosphère ambiante en utilisant un système de mesure électrochimique (CHI660E, Shanghai Chenhua Device Company, Chine) à une température constante de 20 °C avec une amplitude de signal alternatif de 20 mV dans la gamme de fréquences de 0,1 à 10 ⁵ Hz à 0 V DC de polarisation dans l'obscurité.

Les tests photovoltaïques des FFDSSC ont été réalisés en mesurant des courbes caractéristiques photocourant-photovoltage (J-V) sous irradiation de 100 mW cm ^− 2 du simulateur solaire (CEL-S500, Beijing China Education Au-light Co., Ltd) en atmosphère ambiante. Le facteur de remplissage (FF) et le rendement de conversion photo-électrique (η ) de DSSC ont été calculés selon les équations suivantes :

où J _sc est la densité de courant de court-circuit (mA cm ⁻² ); V_oc est la tension en circuit ouvert (V), P _dans est la puissance lumineuse incidente (mW cm ⁻² ) et J _max (mA cm ⁻² ) et V _max (V) sont la densité de courant et la tension au point de puissance de sortie maximale dans la courbe J-V, respectivement.

Résultats et discussion

morphologie de surface et composition des échantillons

La figure 2 présente les images SEM du TiO₂ en forme de fibre photoanode et Pt CE avec des résolutions différentes, les images EDS du Pt CE fibreux et du TiO₂ photoanode avant et après sensibilisation. D'après les figures 2a et b, le TiO₂ en forme de fibre la photoanode reste à surface lisse et à structure poreuse, et le TiO₂ les nanoparticules se dispersent uniformément dans le fil de Ti. Ainsi, le TiO₂ en forme de fibre photoanode modifiée avec TiCl₄ formé deux fois le TiO₂ couche barrière, qui peut empêcher efficacement la recombinaison électronique entre l'électrolyte et la fibre Ti. D'après les figures 2c et d, on peut voir que la surface du Pt CE fibreux est lisse, des micropores uniformes et peu de renflements, qui proviennent de l'ébullition et de la volatilisation rapides de l'isopropanol, et une grande quantité de pores ont été générés in situ dans la surface de l'électrodéposition Pt. Une telle morphologie de surface du Pt CE en forme de fibre modifiée augmente considérablement la surface spécifique de la fibre de platine et est utilisée pour l'adsorption d'électrolyte liquide [18], entraînant par conséquent une grande amélioration de la densité de photocourant et de la tension en circuit ouvert pour le FFDSSC. Les figures 2e et f montrent les images EDS du TiO₂ photoanodes avant et après sensibilisation, respectivement. Par rapport à la Fig. 2e, f révèle que le TiO₂ photoanode a été sensibilisée avec succès à partir du signal fort de l'élément Ru. Les signaux forts pour les éléments Al et Pt, comme illustré à la Fig. 2g, indiquent que le Pt CE fibreux a été préparé avec du fil Al comme noyau interne.

Les images SEM du TiO₂ photoanode (a , b ) et fibreux Pt CE (c , d ) avec différentes résolutions, les images EDS du TiO₂ photoanode avant (e ) et après (f ) sensibilisant, et le Pt CE fibreux (g )

Propriétés électrochimiques

La figure 3 présente les voltamogrammes cycliques de l'électrodéposition Pt CEs avant et après modification avec décomposition thermique Pt à la vitesse de balayage de 50 mV s ⁻¹ pour étudier l'activité électrocatalytique des échantillons dans l'intervalle de potentiel de − 0,4 à 1,0 V. À notre connaissance, la valeur absolue de la densité de courant de crête cathodique |I_pc | est positivement corrélé avec la capacité catalytique des électrodes et la valeur absolue de la séparation pic à pic |E_pp | est inversement corrélée à l'activité électrocatalytique des EC [19, 20]. La figure 3 donne des formes presque identiques de deux paires de pics redox et |E_pp | pour les CE Pt-1 et Pt-2 en I ⁻ /I₃ ⁻ système redox, et le |I_pc | des CE Pt-1 et Pt-2 sont de 2,10 et 2,87 mA cm ⁻² , respectivement, qui présente une densité de courant de crête cathodique beaucoup plus élevée pour le Pt-2 CE. Cela est attribué à la grande surface active et à la structure des micropores du Pt-2 CE fabriqué à partir de l'ébullition et de la volatilisation rapides de l'isopropanol, et à une grande quantité de pores générés in situ dans le film de platine. Il a été remarqué que bien que les CE Pt-1 et Pt-2 présentent un |E_pp similaire |, cependant, le Pt-2 CE montre beaucoup plus haut |I_pc | que celui du Pt-1 CE. Cela indique que le Pt-2 CE agit plus efficacement comme catalyseur dans la réaction du I ⁻ /I₃ ⁻ électrolyte que celui du Pt-1 CE. Plus important encore, le Pt-2 CE avec structure à double couche présente des valeurs plus élevées pour le |I_pc | et |E_pp | que celle de la fibre de Pt pur CE (listée dans le tableau 1). Le fait prouve pleinement que le Pt-2 CE avec une préparation simple et peu coûteuse remplit la même fonction que la fibre de Pt pure CE. Par conséquent, l'électrodéposition Pt CE modifié par décomposition thermique Pt est un électrocatalyseur efficace et a une bonne capacité électrocatalytique pour le I ⁻ /I₃ ⁻ réaction redox.

Les voltamogrammes cycliques pour les CE Pt-1, Pt-2 et Pt pur à la vitesse de balayage de 50 mV s ⁻¹

La figure 4 montre des voltamogrammes cycliques à 50 cycles pour le Pt-2 CE à une vitesse de balayage de 50 mV s ⁻¹ pour étudier la stabilité électrochimique à long terme d'un EC. Comme le montre la figure 4, les densités de courant de crête cathodique et anodique normalisées restent à peine modifiées après avoir été testées pendant 50 cycles consécutifs. Ceci suggère que l'électrodéposition Pt CE après modification avec H₂ PtCl₆ la décomposition thermique enduite sur le substrat d'aluminium possède une excellente stabilité électrochimique et chimique.

Voltammogrammes cycliques pour le Pt-2 CE à une vitesse de balayage de 50 mV s ⁻¹ . 50 cycles de balayage continu (a ); les voltamogrammes cycliques du 1er et du 50e cercle (b )

Les impédances électrochimiques des CE sont des outils efficaces et étendus pour étudier le processus de transport de charge. La figure 5 montre les tracés de Nyquist des CE symétriques Pt-1, Pt-2 et Pt pur pour I ⁻ /I₃ ⁻ électrolyte, et les paramètres EIS correspondants sont également répertoriés dans le tableau 1, dans lequel le R _s est la valeur de résistance au point de début du premier demi-cercle, le R _ct est le rayon du premier demi-cercle, et le demi-cercle représente l'impédance de diffusion de Nernst (Z _w ) correspondant à la résistance de diffusion du I ⁻ /I₃ ⁻ espèces redox [21, 22]. Comme tout le monde le sait, le R _ct est un paramètre crucial pour comparer la capacité électrocatalytique de différents CE, qui est inversement corrélée à la capacité catalytique des CE. D'après la figure 5 et le tableau 1, le R _s associés aux CE Pt-1, Pt-2 et Pt pur sont 3,96, 3,57 et 3,75 Ω·cm ² , respectivement. Le R _ct pour le Pt-1, le Pt-2 et le Pt pur, les CE sont de 3,99, 3,11 et 3,10 Ω cm ⁻² , respectivement. En d'autres termes, le R _s et R _ct pour les CE précitées suivre les ordres de Pt-1> Pt-2> Pt. Ainsi, il est comparable à celui du Pt-1 CE et indique qu'une résistance de transfert de charge interfaciale plus faible s'est produite à l'interface entre le Pt-2 CE et I ⁻ /I₃ ⁻ électrolyte dans les mêmes conditions d'essai. Ces résultats prouvent pleinement que le Pt-2 CE avec une structure à double couche après la modification thermique du Pt montre une grande amélioration de la capacité catalytique électrochimique par rapport au Pt CE pur. Les raisons de l'amélioration des performances du CE peuvent être attribuées à la structure de la surface, c'est-à-dire des micropores uniformes et peu de renflements, et de bonnes propriétés électrochimiques, qui peuvent faciliter la transmission des électrons à travers l'interface film Pt-2 | Al. Sur la base de l'examen complet des données EIS, il peut être envisagé que la propriété du Pt-2 CE est avantageuse pour améliorer les performances photovoltaïques des FFDSSC.

EIS des CE Pt-1, Pt-2 et Pt pur pour I ⁻ /I₃ ⁻ couple redox

La figure 6 présente les courbes de Tafel pour les cellules symétriques similaires à celles utilisées dans les mesures EIS pour reconfirmer l'activité électrocatalytique des CE Pt-1, Pt-2 et Pt pur. Comme le montre la Fig. 6, le Pt-2 CE montre une densité de courant d'échange beaucoup plus grande (J ₀ ) et limiter la densité de courant de diffusion (J _lim ) (1,48 et 2,18 mA cm ^− 2 ) en comparaison avec celui du Pt-1 CE (1,28 et 1,89 mA cm ⁻² ), suggérant une conductivité et une capacité électrocatalytique plus élevées pour le Pt-2 CE. De plus, le J le plus élevé _lim pour le Pt-2 CE reflète une vitesse de diffusion plus rapide pour le couple redox dans l'électrolyte [23,24,25]. De plus, comme prévu, l'activité électrocatalytique du Pt-2 CE est aussi excellente que celle du Pt CE pur. Ces facteurs positifs peuvent être attribués aux mêmes raisons que CV et EIS, qui aboutissent logiquement à une efficacité de conversion de puissance efficace pour le FFDSSC. En théorie, J ₀ est inversement proportionnel à R _ct selon l'éq. (5) [26, 27]. Le changement de tendance de J ₀ dans les courbes de Tafel pour les CE Pt-1, Pt-2 et Pt pur est généralement conforme à l'EIS. En général, les résultats des mesures électrochimiques approfondies (CV, EIS et Tafel) indiquent que le Pt-2 CE possède une activité électrocatalytique améliorée par rapport à celle du Pt CE pur ; ainsi, on peut logiquement s'attendre à une amélioration considérable des performances photovoltaïques pour la FFDSSC.

Courbes de Tafel des CE symétriques Pt-1, Pt-2 et Pt pur pour I ⁻ /I₃ ⁻ couple redox

où R est la constante de gaz, T , F , n , et R _ct ont leur sens habituel.

Performances photovoltaïques des FFDSSC

Les caractéristiques J-V des FFDSSC avec différents CE et photoanodes ont été mesurées sous 100 mW cm ⁻² (AM 1.5 G) et les résultats sont présentés dans la Fig. 7 et le Tableau 2. Les courbes b et c présentent les FFDSSC assemblés avec des CE Pt-1 et Pt-2 et TiO₂ photoanode sans TiCl₄ modifié dans la Fig. 7, qui ne sont pas lisses. Cependant, il est important de noter que la tension en circuit ouvert (V _oc ) et la densité de courant de court-circuit (J _sc ) du FFDSSC-c (0,760 V et 10,78 mA cm ⁻² ) est bien supérieur à celui du FFDSSC-b (0,625 V et 10,78 mA cm ⁻² ). Ce phénomène est associé au faible R _ct , une excellente activité catalytique électrochimique et conductivité pour le Pt-2 CE, et l'augmentation de la surface de contact entre le Pt-2 CE et l'électrolyte [28, 29]. Courbes d et e des FFDSSC avec des CE Pt-1 et Pt-2 et TiO₂ photoanode avec TiCl₄ modifié afficher les courbes lisses avec un V élevé _oc , J _sc , et le facteur de remplissage (FF). Entre eux, les performances photoélectriques plus élevées du FFDSSC-e proviennent principalement du R inférieur _ct , et plus excellente activité catalytique électrochimique et conductivité pour le Pt-2 CE par rapport à celle du FFDSSC-a basé sur le Pt CE pur et TiO₂ photoanode avec TiCl₄ modifié (6,32%). De plus, les raisons les plus importantes sont attribuées au TiCl₄ modification, qui augmente le taux de photoélectrons générés par les molécules de colorant excitées et réduit le taux de recombinaison de l'électron et du fil de Ti ; ainsi, l'appareil affiche logiquement un meilleur V _oc , J _sc , et les valeurs FF. A l'inverse, le FFDSSC basé sur le TiO₂ photoanode sans modification par le TiCl₄ montre une moins bonne performance photovoltaïque. Simultanément, la double modification du CE influence considérablement les performances du FFDSSC, ce qui augmente la charge électrolytique sur la surface du CE et diminue la résistance interne et le courant d'obscurité du FFDSSC, améliorant ainsi considérablement le J _sc valeurs. Ceux-ci indiquent que les modifications doubles pour l'électrode facilitent le transport rapide des électrons à l'interface entre I ⁻ /I₃ ⁻ l'électrolyte et les électrodes, et on peut également en déduire que le FFDSSC basé sur le Pt-2 CE et TiO₂ photoanodes modifiées avec TiCl₄ peut en effet améliorer la recombinaison de charge et avoir un effet plus remarquable que les autres FFDSSC.

Courbes de performances photovoltaïques pour les FFDSSC fabriqués avec diverses photoanodes et les CE sous l'éclairage standard. Caractéristiques J-V des FFDSSC (a ); la relation entre l'efficacité de conversion de puissance et la tension en circuit ouvert (b )

La figure 8 montre les tracés de Nyquist des FFDSSC basés sur différents CE et photoanodes sous 100 mW cm ⁻² (AM 1,5 G) et le circuit équivalent est indiqué en médaillon. R _s est la résistance série, et R_ct est la résistance de transfert de charge à l'interface électrolyte/photoanode. R _s et R _ct valeurs pour les FFDSSC à couche compacte en TiCl₄ modifiés (FFDSSC a, d, e) sont inférieurs à ceux des FFDSSC sans TiCl₄ modifié; cela est dû au TiO₂ ultrafin couche compacte avec une mobilité électronique élevée a amélioré le contact d'interface entre le fil de Ti et le TiO₂ photoanode, et cela réduit également la probabilité de recombinaison électronique [30, 31]. De plus, le FFDSSC-e possède le plus petit R _s et R _ct valeurs parmi les FFDSSC a, d et e, ce qui est inférieur à celui du FFDSSC-a. Cela indique que le Pt-2 CE avec deux fois des modifications dans le FFDSSC est plus bénéfique pour le transport d'électrons à l'interface entre I ⁻ /I₃ ⁻ l'électrolyte et les électrodes que celui du Pt CE pur. En conséquence, les multiples modifications de l'anode et de la contre-électrode dans les FFDSSC sont conductrices pour améliorer les performances photovoltaïques.

EIS pour les FFDSSC fabriqués avec les différentes photoanodes et les CE sous l'éclairage standard

La figure 9 affiche l'IPCE des FFDSSC avec différents CE et photoanodes pour refléter la réponse lumineuse, qui est directement liée à J _sc . Comme le montre la figure 9, l'efficacité maximale de tous les FFDSSC à la longueur d'onde d'environ 520 nm coïncide avec la longueur d'onde maximale d'absorption du colorant N719 [32, 33]. Le pic maximum IPCE pour les FFDSSC mentionnés ci-dessus suit les ordres de e> a> d> c> b. Ce résultat est en bon accord avec les performances photovoltaïques comme le montre la Fig. 7, ce qui prouve encore une fois que les multiples modifications de l'anode et de la contre-électrode peuvent remarquablement améliorer les performances photoélectriques des FFDSSC.

Les IPCE des différentes FFDSSC

Conclusions

Une cellule solaire à colorant fibreux flexible efficace (FFDSSC) a été fabriquée avec des fibres à structure multicouche TiO₂ photoanode (modifiée avec TiCl₄ ) et un Pt-2 CE à structure double couche pour améliorer les performances de l'appareil. La fibre Pt-2 CE démontre une excellente activité électrocatalytique pour la réduction du triiodure dans le FFDSSC grâce à la voltamétrie cyclique, la spectroscopie d'impédance électrochimique et la caractérisation Tafel. Le FFDSSC basé sur l'électrode fibre Pt-2 et TiO₂ photoanode à fibre modifiée avec TiCl₄ montre une efficacité de conversion photoélectrique de 6,35 %, 69,8 % supérieure à celle de la fibre monocouche TiO₂ photoanode et électrodéposition de fil de Pt, comparable à celle de la FFDSSC basée sur le fil de Pt pur CE. Ce FFDSSC de fabrication facile et peu coûteux, doté d'une élasticité, d'une flexibilité et d'une extensibilité élevées, pourrait préparer des microcellules solaires portables hautes performances pour s'adapter à des déformations mécaniques complexes, qui ont un vaste potentiel pour développer une nouvelle famille de dispositifs de conversion et de stockage d'énergie.

Abréviations

CE :

Contre-électrode

CV :

Voltamétrie cyclique

FFDSSC :

Cellule solaire fibreuse flexible sensibilisée aux colorants

Je ⁻ /I₃ ⁻ :

Iodure/triiodure

J ₀ :

Densité de courant d'échange

J _lim :

Limiter la densité de courant

J _{ma x} :

Densité de courant maximale

J _sc :

Densité de courant de court-circuit

J-V :

Photocourant-photovoltage

PCE :

Efficacité de conversion de puissance

P _dans :

Puissance lumière incidente

R _ct :

Résistance de transfert de charge

R _s :

Résistance série

SEM :

Microscopie électronique à balayage

V _max :

Tension maximale

V _oc :

Tension en circuit ouvert