Plant Extract Sensitised Nanoporous TiO2 Thin Film Photoelectrochemical Cells

Abstract: För att undersöka skillnad i prestationsförmåga mellan celler sensiterade med växtextraktsbaserad färg, och celler sensiterademed ruteniumkomplex-baserad färg, samt huruvida presskraften påverkar en cells prestationsförmåga, tillverkades icke-slutna fotoelektrokemiska färg-sensiterade solceller med tunnfilmsfotoelektroder av pressad, nanoporös titandioxid. Cellerna pressades med tre olika presskrafter och sensiterades med växtextraktsfärg från rödkål, rödbeta, viol och henna, samt en ruteniumkomplex-baserad färg som fick utgöra kontrollbetingelse. För varje cell uppmättes IPCE- och iV-värde och motsvarande fyllnadsgrad (fill factor) och dessa jämfördes. Ingen signifikant skillnad kunde fastställas mellan celler pressade med olika presstryck. Bland cellerna sensiterade med växtextraktbaserad färg presterade rödbeta bäst. Cellen med högst effektivitet hade fyllnadsgraden 70%. Emellertid uppvisade de växtfärgade cellerna genomgående sämre effektivitet än de rutenium-sensiterade och fotoströmmarna var mycket låga. IPCE-värdena var allmännt låga: den bäst presterande cellen hade ett IPCE-värde på något över 0,06 i våglängdsintervallet 440-470 nm. En förklaring till detta är de övriga ämnen som förutom pigment återfinns i de växtbaserade färgerna. Dessa hindrar pigmentmättnad och förhindrar att växtfärgen når ruteniumfärgens intensitet. En annan anledning består i svårigheten att passa ihop energinivåerna i cellens elektrolyt-halvledarsystem med energinivåerna hos pigmentet i växtfärgen.