Fotoánodos compuestos de ingeniería ZnO@SnO2 para células solares sensibilizadas con tinte
HogarHogar > Noticias > Fotoánodos compuestos de ingeniería ZnO@SnO2 para células solares sensibilizadas con tinte

Fotoánodos compuestos de ingeniería ZnO@SnO2 para células solares sensibilizadas con tinte

Nov 23, 2023

Scientific Reports volumen 5, Número de artículo: 14523 (2015) Citar este artículo

3689 Accesos

50 citas

Detalles de métricas

Se aplicó el concepto de multióxido en capas para la fabricación de fotoánodos para células solares sensibilizadas con tinte basadas en ZnO y SnO2, aprovechando las propiedades beneficiosas de cada óxido. Se investigó el efecto de diferentes combinaciones de capas de ZnO@SnO2, con el objetivo de explotar la alta movilidad del portador proporcionada por el ZnO y la mayor estabilidad bajo la radiación UV prometida por SnO2. Los fotoánodos de bióxido funcionaron mucho mejor en términos de eficiencia de fotoconversión (PCE) (4,96 %) en comparación con SnO2 puro (1,20 %) y ZnO (1,03 %). La cooperación sinérgica es efectiva tanto para el voltaje de circuito abierto como para la densidad de la fotocorriente: de hecho, se registraron valores mejorados para el fotoánodo en capas en comparación con los óxidos desnudos (Voc mejorado de 0,39 V en el caso de SnO2 desnudo a 0,60 V y Jsc mejorado de 2,58 mA/cm2 en relación con a ZnO simple a 14,8 mA/cm2). Los rendimientos funcionales mejorados de la red en capas se atribuyeron a la optimización de la alta capacitancia química (proporcionada por el SnO2) y la baja resistencia a la recombinación (garantizada por el ZnO) y la inhibición de la transferencia de electrones desde la banda de conducción del SnO2 a las especies oxidadas del electrolito. . En comparación con los resultados informados anteriormente, este estudio demuestra cómo un diseño de electrodo simple es poderoso para mejorar el rendimiento funcional del dispositivo final.

Las células solares sensibilizadas por colorante (DSSC) han suscitado un notable interés desde 1991, tras la publicación del estudio pionero de O'Regan y Gratzel1. Estas células fotoelectroquímicas prometen ser una alternativa eficaz a la energía fotovoltaica (PV) basada en silicio, gracias a su bajo coste (tanto en los materiales aplicados como en los procesos de fabricación) ya su reducido impacto medioambiental2,3,4. Aunque sus rendimientos son inferiores (la eficiencia de fotoconversión no supera el 14%) que el PV5 tradicional, debido a la limitación intrínseca en el transporte de carga, los esfuerzos dedicados a mejorar los dispositivos no se han reducido.

El sistema más estudiado explota una película gruesa (12–18 μm) de nanopartículas (NP) de TiO2 como fotoánodo, pero también se está centrando cierto interés en otros óxidos metálicos semiconductores potencialmente adecuados como ZnO, SnO2, Nb2O5 y WO3 6,7 ,8,9,10,11. Entre ellos, ZnO y SnO2 son los candidatos más atractivos, debido a su mayor movilidad de electrones, en comparación con TiO212,13 y ventajas específicas, como una banda prohibida de ZnO y un posicionamiento de banda energéticamente similar al TiO2 14 y una banda prohibida mayor (3,8 eV frente a 3,2 eV) de SnO2 en comparación con TiO2, lo que debería garantizar una mayor estabilidad bajo iluminación UV15. Sin embargo, hasta ahora, los rendimientos de los dispositivos registrados mediante la aplicación de estos óxidos han sido inferiores a los proporcionados por las NP de TiO2: estos resultados provienen de diferentes problemas relacionados con ZnO y SnO2. En ZnO, una razón aducida por varios autores es la inestabilidad de este material en medios ácidos, es decir, la inmersión prolongada de ZnO en colorante N719 conduce a la formación de una capa compleja Zn2+-N719 sobre la superficie de ZnO que afecta la tasa de inyección de electrones16, aunque un factor importante El papel en la reducción de los rendimientos parece jugarlo la propia inyección17,18.

En el caso de SnO2, los rendimientos insatisfactorios están relacionados con los procesos de recombinación y la alineación desfavorable de la banda del óxido con respecto al orbital molecular desocupado más bajo (LUMO) del colorante basado en Ru N719, que sigue siendo el colorante más aplicado en DSSC. resultando en fotovoltajes bastante reducidos19.

Una estrategia potencialmente poderosa para superar las limitaciones individuales de ZnO y SnO2 es la aplicación de ambos materiales simultáneamente. Este enfoque ha ganado fama desde que apareció el estudio de Tennakone y colaboradores en 199920, en el que los autores aplicaron con éxito como fotoánodo una película porosa compuesta por una mezcla de ZnO-SnO2, con una eficiencia de fotoconversión notablemente alta (8%). Este resultado aún conserva todo su valor, siendo el rendimiento más alto jamás registrado para un DSSC basado en SnO2. Sin embargo, a pesar de varios intentos, hasta ahora nadie había podido reproducir este notable resultado. El grupo de Grätzel estudió la modificación de la superficie del SnO2 nanocristalino con una capa delgada de diferentes óxidos metálicos y concluyó que la mayor mejora de esta configuración se puede atribuir a una mayor captación de tinte (por lo tanto, fotocorriente generada) junto con la supresión de la recombinación de carga de SnO2 a base de yodo. electrolito21. Zaban y compañeros de trabajo22 propusieron un enfoque similar, que presumiblemente explotaron nanopartículas core@shell MxOy@SnO2 en busca de una ruta privilegiada para la recolección de carga fotogenerada. El concepto básico explotado en estos sistemas mixtos de óxidos metálicos es la creación de caminos con la energía más baja posible para los electrones que se difunden a través de los fotoánodos, al inducir una alineación de banda más favorable dentro de todo el sistema (colorante/óxido metálico 1/óxido metálico 2). Esta es también la razón principal detrás de la práctica generalmente adoptada de depositar una capa de TiO2 sobre el ánodo de SnO2 a través de un tratamiento con TiCl4.

Más recientemente, se está prestando un mayor interés a los DSSC basados ​​en SnO2 y se han probado diferentes formas/configuraciones, entre las que se encuentran los octaedros jerárquicos de SnO2 (con diferentes rendimientos según los tamaños de la estructura)23, las flores y fibras de SnO224, los nanorods de SnO225.

La literatura previa en el campo demuestra, como se mencionó anteriormente, el beneficio general inducido por la presencia de ZnO, pero sin investigar si diferentes cantidades de este material inducen un efecto sistemático en el rendimiento funcional del dispositivo.

En este documento, demostramos cómo un enfoque bastante simple puede mejorar drásticamente el rendimiento de las celdas en DSSC ZnO@SnO2, sin la necesidad de recurrir a enfoques sintéticos complejos o sistemas core@shell. De hecho, se aprovechó una síntesis química húmeda elemental para generar una primera capa de NP de SnO2, extremadamente homogénea en cuanto a tamaño y forma de las NP, mientras que se aplicaron micropartículas polidispersas comerciales de ZnO como capa protectora efectiva para reducir la recombinación de electrones posteriores de SnO2 y mejorar la concentración de electrones. inyección del tinte. Manteniendo fijo el grosor total del fotoánodo, modulamos las cantidades de SnO2 y ZnO por separado, en una investigación sistemática para optimizar el rendimiento de las celdas. El análisis de impedancia electroquímica sugiere fuertemente que los beneficios no provienen de la ingeniería de bandas electrónicas, como sugirieron previamente otros estudios, sino simplemente de la mejora de la capacitancia química de SnO2 proporcionada por la adición de ZnO, que sin embargo resulta en una reducción de la resistencia a la recombinación de este último óxido.

La Figura 1 muestra el análisis SEM de las estructuras de óxido metálico aplicadas como fotoánodos en este trabajo. Las NP de SnO2 constituyen una red compacta después del recocido caracterizada por partículas homogéneas (Fig. 1a). El patrón GIXRD (Fig. 1d) revela una buena cristalinidad de las NP de SnO2 con un tamaño de cristalito de 21 nm de acuerdo con la evaluación SEM. Por otro lado, las estructuras de ZnO disponibles comercialmente se aplican como capa de cobertura, que se polidispersan en tamaños y formas (Fig. 1b, tamaño de agregado en el rango de 20 a 500 nm), actuando así como centros de dispersión de luz26. El análisis SEM de la sección transversal muestra claramente la composición de dos capas de la arquitectura de fotoánodo propuesta: el SnO2 forma un andamio bastante compacto, sobre el cual se encuentra una capa más porosa de ZnO.

Micrografías SEM de (a) nanopartículas de SnO2; (b) Partículas comerciales de ZnO. (c) Vista de la sección transversal de un fotoánodo de bióxido. Barras de escala: (a) y (b) 200 nm; (c) 5 micras. (d) patrón XRD de nanopartículas de SnO2. (e) Espectros de reflectancia de fotoánodos de ZnO puro (línea gris), SnO2 puro (línea negra discontinua) y ZnO@SnO2 (línea negra continua).

La estructura del fotoánodo afecta la reflexión de la luz incidente (Fig. 1e): las micropartículas de ZnO muestran una reflectancia extremadamente alta (83–90 %) en todo el rango UV-Vis, gracias a la alta dispersión de la luz de las partículas en el mismo rango de la radiación incidente , mientras que las nanopartículas de SnO2 más pequeñas (con dimensiones laterales muy por debajo de la longitud de onda de la luz) exhiben valores mucho más bajos (menos del 60 %) en el mismo rango amplio. El comportamiento del fotoánodo de bióxido está entre los dos óxidos, como se esperaba, debido a la presencia de una fracción ponderada de película (ZnO) que induce una alta dispersión y la otra parte (SnO2) es menos efectiva en esto: la estructura en capas es capaz de promediar el comportamiento hacia la captura de luz de ZnO y SnO2, definiendo de alguna manera un equilibrio en cuanto a la reflectancia de la luz entre los componentes.

Se probaron dispositivos que explotan óxidos simples y en capas como fotoánodos, con el fin de explorar los parámetros funcionales correspondientes (Fig. 2 y Tabla 1). Luego se consideraron diferentes composiciones de fotoánodos de bióxido, en las que el espesor total se mantuvo constante (~20 μm) durante la preparación de la muestra, mientras cambiaba la cantidad relativa de ZnO y SnO2. Específicamente, se consideraron las siguientes muestras: 0@6, 1@5, 2@4, 3@3, 6@0, donde los números representan el número de capas de cinta colada sobre el vidrio conductor.

Curvas J-V de DSSC basadas en ZnO (línea gris), SnO2 (línea gris claro) y una red mixta de ZnO@SnO2 compuesta por 3 capas de ZnO y 3 de SnO2 (muestra 3@3, línea negra).

Todos los fotoánodos se sensibilizaron durante 6 h.

Primero realizamos una comparación entre SnO2 puro, ZnO puro y una muestra compuesta por el mismo número de capas de ZnO y SnO2 (es decir, muestras 0@6, 6@0, 3@3). El fotovoltaje máximo de circuito abierto (Voc) en las muestras de SnO2 fue bastante bajo (0,39 V) en comparación con el ZnO puro (0,67 V). Por el contrario, se registró una buena densidad de fotocorriente para SnO2 DSSC puro (hasta 8,00 mA/cm2), en comparación con ZnO (2,58 mA/cm2). La tendencia en Voc se puede entender en términos de la posición de la banda de conducción (CB) del ZnO y SnO2, respectivamente17. El bajo valor de Jsc registrado para el fotoánodo de ZnO puro es probablemente atribuible a la polidispersidad de la estructura de micropartículas aplicada, lo que resulta, como se ve en el análisis SEM (Fig. 1b), en una arquitectura abierta general, que no favorece el transporte de carga, generando trayectorias de electrones impropias. Se ha demostrado27,28 que la polidispersión en tamaños es extremadamente beneficiosa en las DSSC basadas en ZnO porque aumenta la captura de luz y la fotogeneración de carga, mientras que una red compacta es fundamental para el transporte de electrones; de lo contrario, las cargas fotogeneradas tienden a recombinarse durante su transporte a los electrodos.

La aplicación de un fotoánodo en capas de bióxido compuesto da como resultado una mejora espectacular del rendimiento general del dispositivo (Fig. 2 y Tabla 1). En particular, Voc fue 0,60 V, Jsc fue 10,28 mA/cm2 y FF fue 57%. El PCE fue del 3,53%, es decir, aproximadamente tres veces mayor que para SnO2 puro y tres veces y media que para ZnO puro. Estos resultados pueden explicarse tentativamente considerando la posición óptima de la banda de conducción de ZnO, con respecto a N719 LUMO, que garantiza la mejora de Voc, en comparación con SnO2 puro. El aumento de la fotocorriente exige un buen transporte de electrones, garantizado por la red SnO2 estrechamente conectada.

De hecho, debe señalarse que varios autores afirmaron un efecto general de alineación de bandas inducido por la adición de ZnO a SnO2 en la composición del fotoánodo. Esta hipótesis merece ser discutida, ya que ha sido ampliamente debatida en la literatura previa sobre el tema. Como se mencionó anteriormente, el primer trabajo que exploró las propiedades de los fotoánodos mixtos de ZnO/SnO220 planteó la hipótesis de que se podría inducir un efecto de ingeniería de banda prohibida al rodear las partículas de SnO2 con especies de ZnO, favoreciendo la inyección de carga desde el N719 LUMO al ZnO CB y luego transfiriendo los electrones fotogenerados al SnO2 CB. Esta alineación de banda favorable daría lugar a dos mejoras relevantes, como se ilustra esquemáticamente en la Fig. 3a: la primera ventaja sería la posibilidad de inyectar correctamente electrones fotogenerados de N719 a SnO2 a través del ZnO (que, sin embargo, todavía presenta problemas en cuanto a la inyección en sí mismo) y la segunda ventaja relevante sería la eliminación de la llamada recombinación inversa entre SnO2 CB y el par redox del electrolito (representado por la flecha gris discontinua en la Fig. 3a), ya que la capa exterior de ZnO actúa como una barrera de túnel efectiva entre el SnO2 NP y el electrolito.

Esquema de energía de banda propuesto y procesos de transporte de carga principal para (a) estructuras hemi core-shell ZnO-SnO2 y (c) arquitectura en capas propuesta en este trabajo. (b) y (d) muestran las dos configuraciones teóricamente correspondientes a los diagramas de energía de banda informados en (a) y (c), respectivamente (esferas azules: SnO2; estructuras naranjas: ZnO; esferas amarillas: tinte N719).

Sin embargo, este esquema sería realista solo para arquitecturas de ZnO/SnO2 muy particulares, como las representadas en la Fig. 3b, en las que el SnO2 está parcialmente rodeado por ZnO y el colorante se adsorbe exclusivamente en ZnO. Una restricción adicional sería el contacto entre SnO2 y FTO, donde el ZnO no debería estar involucrado en absoluto, para evitar una brecha de energía entre SnO2 CB y ZnO CB, como ocurre, por ejemplo, en los sistemas core-shell SnO2-ZnO, a través de los cuales El electrón no puede correr. En estructuras de fotoánodos diferentes a las descritas anteriormente, como por ejemplo redes desordenadas de SnO2-ZnO o la configuración en capas propuesta aquí (Fig. 3d), existen varias limitaciones en cuanto a los procesos de transporte de carga que deben tenerse en cuenta. En esos casos, el tinte se anclaría a ambos metales y luego se produciría una inyección de electrones tanto en SnO2 como en ZnO, así como una recombinación inversa con electrolito (como se muestra en la Fig. 3c).

Con base en el resultado preliminar informado en la Fig. 2, que respalda el papel beneficioso del ZnO incluso como una simple capa de "remate" para los fotoánodos basados ​​en SnO2, realizamos un estudio sistemático sobre el posible efecto ejercido por la configuración del óxido en capas al cambiar el número relativo de Capas de ZnO@SnO2 y modulando el tiempo aplicado para la absorción del tinte. Los parámetros funcionales del dispositivo, así como los tiempos de sensibilización aplicados, se informan en la Tabla 2 y la Fig. 4.

Características J–V de dispositivos ZnO@SnO2 en capas (1@5: círculos negros; 2@4: triángulos azules; 3@3: cuadrados rosados) cargados con tinte para diferentes tiempos:

(a) 2 horas, (b) 4 horas, (c) 6 horas, (d) 10 horas.

De hecho, el tiempo de sensibilización podría ser crítico en las células ZnO@SnO2: a diferencia de las DSSC basadas en TiO2, el dispositivo de mejor rendimiento basado en ZnO ha sido sensibilizado durante un tiempo muy reducido (2 h)28, debido a la inestabilidad del ZnO en el entorno ácido determinado por la solución colorante aplicada para la sensibilización. En cambio, el SnO2 puede exponerse de forma segura durante más tiempo a la solución de tinte sin dañar el andamio de óxido metálico21. En el presente trabajo se evaluó el efecto del tiempo de carga del colorante sobre el rendimiento del dispositivo, ya que se debía encontrar un compromiso entre las necesidades de preservar la capa de recubrimiento de ZnO, por un lado, y alcanzar una buena absorción del colorante para SnO2, por el otro.

Se sensibilizaron tres arquitecturas en capas diferentes de ZnO@SnO2 (1@5, 2@4, 3@3) durante 2 h, 4 h, 6 h y 10 h. Todos los dispositivos probados, independientemente de la arquitectura del fotoánodo, mostraron mejores rendimientos funcionales cuando se sensibilizaron durante 6 h (ver Tabla 2). Una de las motivaciones detrás de este resultado es la carga de tinte maximizada después de 6 h de sensibilización, como se muestra claramente en la Fig. 5b, en la que la PCE se informa como una función de la carga de tinte, fusionando datos provenientes de diferentes estructuras de fotoánodos y tiempo de sensibilización. Vale la pena señalar que la PCE aumenta linealmente con el aumento de la absorción de colorante y los datos de diferentes fotoanodos y diferentes tiempos de sensibilización se distribuyen homogéneamente de acuerdo con el aumento lineal de la PCE. El principal parámetro funcional que conduce a un aumento de PCE es Jsc, que se correlaciona bien con una mayor captación de colorante. De hecho, el aumento típico de Jsc se produce en las DSSC como consecuencia del aumento de la densidad óptica del fotoánodo29, que aumenta la cantidad de carga fotogenerada, con un efecto menor sobre Voc. Además, podemos observar que la muestra 1@5 exhibe la mayor absorción de colorante, en comparación con 2@4 y 3@3 (Fig. 5a), probablemente porque la capa de SnO2 tiene una superficie específica mucho más alta, en comparación con ZnO, según SEM observaciones.

(a) Efecto de la configuración de la estructura en capas de la red ZnO@SnO2 sobre la carga de tinte como función del tiempo de sensibilización (círculos negros: 1@5, cuadrados rosas: 1@4 y triángulos superiores azules: 3@3). (b) PCE frente a la carga de tinte según los datos de la Tabla 2, combinados en un solo gráfico, independientemente de la estructura del fotoánodo. La línea continua es el ajuste lineal de los datos experimentales. (c) a (f) Parámetros funcionales de las DSSC en función de su estructura y tiempo de sensibilización: Voc (c); Jsc (d); FF (e); PCE (f).

Como se mencionó anteriormente, el tiempo de sensibilización puede desempeñar un papel importante en el rendimiento del dispositivo resultante: mientras que el procedimiento de captación se ha optimizado para el fotoánodo basado en TiO2, se debe prestar atención en el caso de que los electrodos exploten otros óxidos metálicos como portadores de fotoelectrones6. El papel del tiempo de sensibilización frente a la configuración de la estructura en capas puede entenderse bien al considerar la tendencia de la absorción cuantitativa del tinte frente al tiempo de sensibilización para diferentes configuraciones de capas (Fig. 5a) y la densidad de corriente fotogenerada posterior (que se muestra en la Fig. 5b). Las muestras que presentan la configuración 1@5 ZnO@SnO2 son, de hecho, las más afectadas por el cambio en el tiempo de sensibilización: esto explica una absorción de colorante mejorada que presenta SnO2 a lo largo del tiempo.

Un procedimiento de sensibilización que dura 6 h resulta la mejor opción para todos los electrodos investigados: este es probablemente el compromiso óptimo entre la necesidad de un tiempo de remojo extremadamente reducido requerido por el ZnO y el tiempo más largo que necesita el SnO2. El principal parámetro funcional afectado por el tiempo de carga del tinte es la fotocorriente (y, posteriormente, la eficiencia de la fotoconversión, como se muestra claramente en la Fig. 5d), mientras que Voc y FF resultan casi sin cambios con diferentes tiempos de remojo.

La vida útil de los electrones (τe) también se ve afectada por la arquitectura del ánodo: τe se calculó a partir de las mediciones de decaimiento del fotovoltaje transitorio utilizando la siguiente ecuación30,31:

donde kB es la constante de Boltzmann, T es la temperatura absoluta y e es la carga elemental.

En todo el rango de Voc, observamos que τ1@5 > τ2@4 > τ3@3 (Fig. 6b). El aumento de la vida útil de los electrones generalmente requiere pérdidas de carga reducidas, ya que la descomposición de Voc en la oscuridad refleja la disminución de Voc relacionada con la recombinación interna de la celda en condiciones de circuito abierto. Estos resultados destacan que la adaptación del número relativo de capas de SnO2 y ZnO da como resultado una modulación de la vida útil de los electrones.

( a ) Decaimiento de Voc normalizado y ( b ) vida útil de los electrones en DSSC con estructura diferente (1 @ 5: círculos negros; 2 @ 4: triángulos azules; 3 @ 3: cuadrados rosas).

Se aplicó espectroscopía de impedancia electroquímica (EIS) a celdas de dos capas (1@5 y 2@4 ZnO@SnO2, ambas sensibilizadas con tinte durante 6 h) y a los dispositivos que explotan los óxidos individuales (ZnO y SnO2, también sensibilizados con tinte durante 6 h ), con el objetivo de identificar los principales parámetros electroquímicos posiblemente responsables de los diferentes desempeños funcionales.

La tarea principal del análisis EIS fue el estudio de dos parámetros críticos: la capacitancia química (Cμ) y la resistencia a la recombinación (RREC). Cμ se relaciona con la densidad electrónica modificada del óxido de metal semiconductor en función del nivel de Fermi, mientras que RREC estima la recombinación entre los electrones en el fotoánodo y los huecos en el electrolito. Estos parámetros se calculan utilizando el circuito equivalente adecuado32 para ajustarse a los datos experimentales, informados como diagrama de Nyquist en la Fig. 7a.

( a ) Diagramas de Nyquist de celdas con polarización reenviada de 600 mV en la oscuridad. (b) Resistencia de recombinación entre los óxidos metálicos semiconductores y las especies aceptoras en el electrolito (c) Capacitancia química Cu y (d) Vida útil del electrón t en función de la polarización. Línea negra: 1@5 ZnO@SnO2; línea azul: 2@4 ZnO@SnO2; línea gris: ZnO; línea gris claro: SnO2.

El VOC está determinado por la diferencia de energía entre el nivel de Fermi del óxido metálico y el potencial redox del electrolito, mientras que el JSC depende de la eficiencia de recolección de luz del tinte, su capacidad para inyectar cargas fotogeneradas en la banda de conducción del óxido metálico y la recolección de carga. eficiencia. Los VOC y JSC están íntimamente correlacionados34: al disminuir el borde de la banda de conducción (EC) del óxido, los VOC disminuyen y los JSC aumentan. Raga et al.35, se centraron en la relación entre la RREC con el fotovoltaje, demostrando la fuerte correlación entre RREC y VOC.

También destacaron que las diferencias en JSC entre diferentes dispositivos se deben al desplazamiento hacia abajo de CB del óxido (inducido por la modificación química del electrolito a través de aditivos activadores), lo que se refleja en el aumento de la distancia entre el LUMO en el tinte y el EC. , lo que favorece la transferencia de carga.

En el presente estudio, el análisis EIS se llevó a cabo dentro de esta perspectiva, es decir, se centró en comprender la relación entre los parámetros electroquímicos mencionados anteriormente y el comportamiento funcional del dispositivo. La tendencia observada de RREC y Cμ (informada en la Fig. 7b,c, respectivamente) confirma los resultados de Raga et al.35. El dispositivo que explota SnO2 puro presenta un RREC bajo y un Cμ alto, con el JSC alto correspondiente y un VOC bajo, en comparación con una celda solar cuyo fotoánodo se basa en ZnO puro, que por el contrario presenta un RREC alto y un Cμ bajo y un VOC asociado más alto y más bajo. JSC.

En el fotoánodo de bióxido en capas, los parámetros funcionales informados en la Tabla 1 muestran los efectos de la estructura multicapa: de hecho, se observan altos JSC y altos VOC cuando se aplican los dos óxidos. El análisis EIS confirma que el bióxido en capas presenta buenos valores tanto para RREC como para Cμ (Fig. 7): estas arquitecturas permiten simultáneamente las "buenas propiedades" que presentan tanto el ZnO como el óxido de SnO2, que luego pueden cooperar sinérgicamente entre sí y puede llegar a un compromiso bastante bueno en términos de comportamiento funcional.

La RREC mejorada observada para las arquitecturas de electrodos en capas, en comparación con el SnO2 desnudo, se atribuye a la presencia de ZnO, que por sí solo presenta la mejor RREC entre los dispositivos analizados y, al mismo tiempo, ejerce un efecto de limitación en el SnO2 subyacente. Este resultado es particularmente valioso: debido a la dispersión de tamaño amplio de las micropartículas aplicadas (como se destaca en el análisis SEM informado en la Fig. 1), la cobertura de SnO2 por ZnO no es conforme, lo que implica que, en todos los dispositivos, hay una superficie de SnO2 expuesta a el electrolito (que favorece la recombinación de excitones en la interfase SnO2/electrolito). A pesar de eso, incluso una cobertura parcial de SnO2 puede mejorar drásticamente el RREC (y, por lo tanto, el VOC) en los fotoánodos de bióxido. Esto se confirma además por la tendencia de RREC observada en la celda solar de ZnO puro, que es la más alta en el lote analizado.

Como se mencionó anteriormente, estudios previos atribuyeron la mejora de los COV de los fotoánodos mixtos SnO2-ZnO (o, en general, los sistemas SnO2-MxOy) a una alineación de banda más favorable lograda mediante la ingeniería de una estructura de múltiples óxidos, es decir, mediante un cambio del CB hacia energía más favorable para el acoplamiento con N719 dye6, colaborando también en la reducción de la recombinación de electrones traseros en la interfaz SnO2/electrolito.

Sin embargo, los datos de EIS indican una explicación diferente: la mejora de VOC (efecto beneficioso debido a ZnO) está asociada con una disminución en la capacitancia química, en comparación con el fotoánodo de SnO2 puro, como lo indica claramente la tendencia de Cμ informada en la Fig. 7c. De hecho, observamos una mejora en VOC (configuración 1@5 ZnO@SnO2) junto con una disminución en Cμ.

El análisis EIS destaca aún más la tendencia de RREC y Cμ en función del número de capas de los dos óxidos (Fig. 7b, c): aumentar el número de capas de ZnO se refleja en el aumento de RREC (que se acerca al comportamiento del ZnO desnudo) y Disminución de Cμ (nuevamente moviéndose hacia un comportamiento de ZnO puro). Por el contrario, al reducir el número de capas de ZnO, tanto RREC (decreciente) como Cμ (creciente) tienden a aproximarse a un comportamiento de SnO2 puro.

Estos hallazgos están corroborados por un estudio electroquímico anterior, publicado por Niinobe y colaboradores36, en el que los autores llegaron exactamente a las mismas conclusiones que aquí, aunque analizando un sistema ZnO/SnO2 que reproduce el propuesto por Tennakone20, es decir, una arquitectura de ánodo completamente diferente. Además, los autores incluso identificaron una mejora de la recombinación de electrones posteriores correlacionada con la adición de ZnO a SnO2, rechazando así las conclusiones anteriores que no se basaban en un análisis electroquímico detallado del comportamiento del dispositivo.

La vida útil del electrón calculada por la ecuación30,31:

destaca y confirma además que la alta corriente obtenida en los dispositivos que explotan arquitecturas de fotoánodos en capas no solo se debe a la reducción de la tasa de recombinación (de hecho, el dispositivo basado en ZnO puro presenta la peor vida útil de los electrones junto con la mayor resistencia a la recombinación). Como se muestra en la Fig. 7d, la tendencia de la vida útil de los electrones que presentan las arquitecturas 1@5 y 2@4 ZnO@SnO2 es más similar a la vida útil de los electrones que muestra el SnO2 puro. Esto destaca aún más el papel principal que desempeña la capacitancia química lograda por los fotoánodos de bióxido: se debe encontrar un compromiso entre un gran depósito de cargas fotogeneradas y la resistencia a la recombinación de excitones, lo que permite que los dispositivos de conversión de energía solar con altas fotocorrientes junto con vida útil mejorada de las cargas fotogeneradas.

Los DSSC fabricados mediante el uso de diferentes configuraciones de arquitecturas en capas de ZnO@SnO2, sensibilizados durante 6 h, se sometieron a una prueba de estabilidad durante siete días (la tendencia de los parámetros funcionales del dispositivo a lo largo del tiempo se informa en la Fig. 8).

Estabilidad durante una semana de los parámetros funcionales de los dispositivos:

(a) PCE (%); (b) Jsc (mA/cm2); (c) FF (%) y (d) Voc (V). Las diferentes capas de ZnO@SnO2 se identifican con diferentes marcadores (1@5: círculos negros; 2@4: triángulos azules; 3@3: cuadrados rosas).

En general, se observó una estabilidad aceptable para todos los dispositivos durante una semana de observación. En un principio, para la configuración de fotoánodos 1@5 y 2@4 ZnO@SnO2, Jsc mejoró ligeramente en comparación con la densidad de corriente medida el primer día (12% y 6%, respectivamente) y por lo tanto la PCE (17% y 10 %), mientras que para la configuración 3@3 tanto Jsc (13%) como PCE (20%) disminuyeron con respecto a los valores de Jsc y PCE en el momento de la fabricación del dispositivo. Por lo tanto, el dispositivo con mayor cantidad de SnO2 presenta una mejor estabilidad a lo largo del tiempo. El dispositivo que explota una configuración de fotoánodo 1@5 ZnO@SnO2 es el más estable entre los lotes estudiados con una degradación menor en PCE de solo un 7% con respecto al mejor PCE. Esto posiblemente se deba a una mayor estabilidad frente a la exposición a los rayos UV (se produce menos agujero oxidativo en SnO2) que presenta SnO2, que se asocia con la correspondiente banda prohibida más grande de SnO237,38.

Se aplicó un enfoque muy simple para fabricar arquitecturas en capas de bióxido para explotarlas como fotoánodos en células solares sensibilizadas con tinte. Los electrodos en capas proporcionaron un mejor rendimiento funcional del dispositivo en comparación con las celdas equivalentes que explotan los óxidos individuales. En comparación con ZnO y SnO2 puros, las configuraciones en capas de bióxido lograron una mejora tanto en VOC como en JSC, que son los parámetros principales que explican la conversión de energía solar. La investigación electroquímica reveló que la mejora de los rendimientos funcionales del dispositivo que muestran las células basadas en ZnO@SnO2 es principalmente atribuible al efecto sinérgico logrado por la explotación simultánea de estos dos óxidos, que colaboran en la optimización de la resistencia a la recombinación de excitones y la capacidad de acumular las cargas fotogeneradas en los óxidos.

Los resultados obtenidos indican que se debe tener cuidado con el tiempo de absorción del tinte, mientras se explotan óxidos diferentes al TiO2 que se aplica más comúnmente, para lo cual se ha optimizado el procedimiento de sensibilización del tinte: la modulación del tiempo de carga del tinte es de hecho fundamental para optimizar la captación de luz y la fotogeneración de carga correspondiente. .

El presente estudio también destaca la necesidad de análisis electroquímicos precisos de las células solares excitónicas, con el objetivo de dilucidar los procesos/mecanismos reales detrás de las actuaciones funcionales en la perspectiva de aplicar un enfoque de materiales por diseño para mejorar la capacidad del dispositivo en la conversión de energía solar.

Cloruro de estaño (IV) (99 %), α−terpineol (90 %), hidróxido de amonio (28,0–30,0 %), metanol (≥99,9 %), etanol (≥99,8 %), etilcelulosa, acetonitrilo (99,8 %), yoduro de litio (99 %), yodo (99,999 %), yoduro de 1,2-dimetil-3-n-propilimidazolio (≥98,5 %) y 4-terc-butilpiridina (96 %) se adquirieron de Sigma-Aldrich Inc. Óxido de zinc Las nanopartículas (10–30 nm, 99,8 %) se obtuvieron de SkySpring Nanomaterials, Inc. El tinte N719 se adquirió de Solaronix. El agua bidestilada se compró a Carlo Erba. Todos los productos químicos se usaron tal como se recibieron sin ninguna purificación adicional.

En un matraz de fondo redondo se disolvieron 1,2 ml de SnCl4 en 100 ml de metanol. Después de la desaparición de los humos, se añadieron gota a gota 4 ml de NH4OH (al 30 % en agua) (tiempo de adición de aproximadamente 10 minutos). Tan pronto como se añadió NH4OH, apareció un flóculo blanco en la mezcla de reacción. La mezcla se dejó reaccionar durante unos 20 minutos y luego el disolvente se evaporó lentamente a 80 °C en una estufa (6-7 h). A continuación, el producto bruto se recoció a 450 °C durante 2 h en atmósfera de aire.

La pasta de SnO2 se preparó mezclando la cantidad adecuada de polvo de nanopartículas de SnO2 (SnO2 preparado anteriormente, 0,8 g) con etilcelulosa (0,7 g) y α-terpineol (1,5 ml), en un medio de dispersión de etanol/agua (8/3,5, V/ V). La mezcla se mantuvo en agitación vigorosa durante la noche para obtener una pasta homogénea adecuada para la colada en cinta.

De manera similar, la pasta de ZnO se preparó mezclando el polvo de micropartículas de ZnO comercialmente disponible (1 g) con etilcelulosa (0,5 g) y α-terpineol (1 ml) en un medio de dispersión de etanol/agua (5/1, V/V) .

La capa inferior de SnO2 se preparó colando con cinta la pasta de SnO2 sobre vidrio FTO (resistencia de lámina 10 Ω/□) y secándola durante 10 min en condiciones ambientales, luego a 100 °C durante 45 min con una placa caliente. Las capas de ZnO se depositaron sobre el SnO2 siguiendo los mismos pasos de colada en cinta que se describieron anteriormente. Se probaron diferentes espesores de las dos capas de SnO2 y ZnO, manteniendo constante el espesor total del fotoánodo (~15–20 μm). Cada muestra se etiquetó como X@Y, donde X (Y) es el número de capas fundidas de ZnO (SnO2). Cada fotoanodo estaba compuesto por 6 capas en total, hasta 3 de ZnO. Para realizar una comparación sistemática, también se prepararon fotoánodos de óxido simple (SnO2 puro y ZnO puro, muestras 0@6 y 6@0, respectivamente) en las mismas condiciones.

Finalmente, todas las muestras se recocieron a 450 °C durante 30 min en atmósfera ambiente. El espesor del fotoánodo se evaluó mediante perfilometría de palpador.

Todos los fotoánodos se sensibilizaron mediante impregnación en una solución etanólica 0,5 mM de colorante molecular N719 complejo a base de Ru comercial durante diferentes tiempos de sensibilización (de 2 h a 10 h) para verificar el efecto del tiempo de sensibilización. Después de la sensibilización, los fotoánodos se lavaron con etanol para eliminar el exceso de moléculas de tinte no absorbidas.

Los DSSC se fabricaron utilizando fotoánodos de óxido sensibilizados con tinte y vidrio FTO platinizado como contraelectrodo (película delgada de Pt de 5 nm depositada por pulverización) con espaciadores de plástico de 60 μm de espesor (Surlin de Solaronix). El electrolito del par redox I3-/I- estaba compuesto por 0,1 M LiI, 0,05 M I2, 0,6 M 1, yoduro de 2-dimetil-3-n-propilimidazolio y 0,5 M 4-terc-butilpiridina disueltos en acetonitrilo.

Las mediciones UV-Visible se llevaron a cabo en un espectrofotómetro T80 (PG Instruments); Se utilizaron cubetas de cuarzo para muestras líquidas (paso óptico de 1 cm). El colorante N719 se separó por completo de los fotoánodos de óxido metálico utilizando una solución acuosa de NaOH 0,1 M para fines de cuantificación de la carga de colorante. Los espectros de reflexión difusa (DR) UV-Visible en los polvos se midieron con un espectrofotómetro Thermo Fisher Evolution 300 equipado con una esfera integradora DRA-EV-300.

El análisis de microscopía electrónica de barrido de emisión de campo (SEM) se llevó a cabo en un LEO1525.

El patrón de difracción de rayos X de incidencia rasante se registró mediante un difractómetro Brüker D8 Advance equipado con un espejo Göbel y una fuente de Cu Kα (40 kV, 40 mA) con un ángulo de incidencia fijo de 1,0°. La dimensión de la cristalita se estimó mediante la ecuación de Scherrer.

Las mediciones de caída de voltaje de corriente (IV) y fotovoltaje transitorio se llevaron a cabo con un medidor de fuente Keithley 2400 bajo irradiación solar simulada usando un simulador solar ABET 2000 a AM 1.5G (100 mW/cm2) sin enmascaramiento. La fuente de luz se calibró usando una celda solar de Si como celda de referencia. El área activa de las células estaba en el rango de 0,14 a 0,18 cm2. Las celdas de mejor rendimiento de cada configuración también se probaron durante una semana de estabilidad y se almacenaron en la oscuridad en condiciones ambientales durante esta prueba.

La espectroscopía de impedancia electroquímica (EIS) se llevó a cabo en condiciones de oscuridad utilizando un analizador de impedancia/ganancia de fase SOLARTRON 1260 A, con una señal de CA de 20 mV de amplitud, en el rango de frecuencia entre 100 mHz y 300 kHz. Se aplicó una polarización externa en el rango de 0 a 1000 mV.

Cómo citar este artículo: Milan, R. et al. Fotoánodos compuestos de ingeniería ZnO@SnO2 para células solares sensibilizadas con tinte. ciencia Rep. 5, 14523; doi: 10.1038/srep14523 (2015).

O'Regan, B. & Grätzel, M. Una celda solar de bajo costo y alta eficiencia basada en películas de TiO2 coloidal sensibilizadas por colorante. Naturaleza 353, 737–740 (1991).

Artículo ANUNCIOS Google Académico

Gratzel, M. Conversión de energía solar mediante células fotovoltaicas sensibilizadas con colorante. Inorg. química 44, 6841–6851 (2005).

Artículo Google Académico

Nazeeruddin, MK et al. Equilibrios ácido-base de complejos de rutenio (II) (ácido 2,2′-bipiridil-4,′-dicarboxílico) y el efecto de la protonación en la sensibilización por transferencia de carga de titania nanocristalina. Inorg. química 38, 6298–6305 (1999).

Artículo CAS Google Académico

Wu, MX, Lin, X., Wang, TH, Qiu, JS y Ma, TL Célula solar sensibilizada por colorante de bajo costo basada en nueve tipos de contraelectrodos de carbono. Entorno Energético. ciencia 4, 2308–2315 (2011).

Artículo CAS Google Académico

Yella, A. et al. Las células solares sensibilizadas con porfirina con electrolito redox a base de cobalto (II/III) superan el 12 por ciento de eficiencia. Ciencia 334, 629–634 (2011).

Artículo CAS ANUNCIOS Google Académico

Concina, I. & Vomiero, A. Semiconductores de óxido metálico para células solares sensibilizadas con colorantes y puntos cuánticos. Pequeño 11, 1744-1774 (2015).

Artículo CAS Google Académico

Li, L., Zhai TY, Bando Y. y Golberg D. Progreso reciente de las células solares nanoestructuradas de ZnO unidimensionales. Nanoenergía 1, 91–106 (2012).

Artículo CAS Google Académico

Fukai, Y., Kondo, Y., Mori, S. y Suzuki, E. Células solares de SnO2 sensibilizadas con colorante altamente eficientes que tienen suficiente longitud de difusión de electrones. electroquímica común 9, 1439–1443 (2007).

Artículo CAS Google Académico

Zhang, H. et al. Crecimiento hidrotermal directo de una película de nanovarillas de Nb3O7(OH) monocristalino para células solares sensibilizadas por colorante de alto rendimiento. Adv. Mater 24, 1598-1603 (2012).

Artículo CAS Google Académico

Zheng, H., Tachibana, Y. y Kalantar-Zadeh, K. Células solares sensibilizadas con tinte basadas en WO3. Langmuir 26, 19148-19152 (2010).

Artículo CAS Google Académico

Katoh, R. et al. Eficiencias de la inyección de electrones del colorante N3 excitado en películas semiconductoras nanocristalinas (ZrO2, TiO2, ZnO, Nb2O5, SnO2, In2O3). J. física. química B 108, 4818–4822 (2004).

Artículo CAS Google Académico

Mira, DC et al. Propiedades eléctricas del ZnO a granel. Comunicaciones de estado sólido 105 6, 399–401 (1998).

Artículo CAS ANUNCIOS Google Académico

Seager, CH & Myers, SM Comparaciones cuantitativas de la densidad del hidrógeno disuelto y las propiedades eléctricas y ópticas del ZnO. Aplicación J. física 2003, 94, 2888 2894

Grätzel, M. Células fotoelectroquímicas, Nature 414, 338–344 (2001).

Artículo ANUNCIOS Google Académico

Fonstad, CG & Rediker, RH Propiedades eléctricas de cristales de óxido estánnico de alta calidad. Aplicación J. física 42, 2911–2918 (1971).

Artículo CAS ANUNCIOS Google Académico

Huu, NK, Son, D.-Y., Jang, I.-H., Lee, CR y Park, N.-G. Fotoánodo jerárquico de nanopartículas de SnO2 y nanovarillas de ZnO para mejorar el transporte y el tiempo de vida de los electrones fotoinyectados en células solares sensibilizadas con colorante. Aplicación ACS. Estera. interf. 5, 1038–1043 (2013).

Artículo CAS Google Académico

Anta, JA, Guillén, E. & Tena-Zaera, R. Células solares sensibilizadas por colorante basadas en ZnO. J. física. química C 116, 11413–11425 (2012).

Artículo CAS Google Académico

Tiwana, P., Docampo, P., Johnston, MB, Snaith, HJ & Herz, LM Movilidad de electrones y dinámica de inyección en películas mesoporosas de ZnO, SnO2 y TiO2 utilizadas en células solares sensibilizadas con colorante. ACS Nano 5, 5158–5166 (2011).

Artículo CAS Google Académico

Green, ANM, Palomares, E., Haque, SA, Kroon, JM & Durrant, JR Transporte de carga frente a recombinación en células solares sensibilizadas por colorante que emplean películas nanocristalinas de TiO2 y SnO2. J. física. química B 109, 12525–12533 ​​(2005).

Artículo CAS Google Académico

Tennakone, K., Kumara, GRRA, Kottegoda, IRM y Perera, VPS Una célula solar fotoelectroquímica sensibilizada por colorante eficiente hecha de óxidos de estaño y zinc. química Com. 15–16 (1999).

Kay, A. & Grätzel, M. Nanocristales de núcleo-capa sensibilizados por tinte: eficiencia mejorada de electrodos de óxido de estaño mesoporosos recubiertos con una capa delgada de un óxido aislante. química Estera. 2930–2935 (2002).

Chapel, S. Chen, S.-G. & Zaban, A. Electrodos de SnO2 nanoporosos recubiertos con TiO2 para células solares sensibilizadas por colorante. Langmuir 18, 3336–3342 (2002).

Artículo CAS Google Académico

Wang, Y.-F. et al. Síntesis de octaedros jerárquicos de SnO2 con tamaño y aplicación personalizables en células solares sensibilizadas por colorante con eficiencia de conversión de energía mejorada. J.Mater. química 22, 21495–21501 (2012).

Artículo CAS Google Académico

Elumalai, NK, Jose, R., Archana, PS, Chellappan, V. y Ramakrishna, S. Transporte de carga a través de nanoflores y nanofibras de SnO2 electrohiladas: papel de la densidad de trampa superficial en la dinámica del transporte de electrones. J. física. química C 116, 22112–22120 (2012).

Artículo CAS Google Académico

Canción, H. et al. Una ruta simple de autoensamblaje para el crecimiento de nanovarillas SnO2 monocristalinas mediante unión orientada para células solares sensibilizadas con tinte. Nanoescala 5, 1188–1194 (2013).

Artículo CAS ANUNCIOS Google Académico

Zhang, QF, Myers, D., Lan, J., Jenekhe, SA y Cao, G. Aplicaciones de la dispersión de luz en células solares sensibilizadas por colorante. física química química física 14, 14982–14998 (2012).

Artículo CAS Google Académico

Zhang, QF, Chou, TP, Russo, B., Jenekhe, SA y Cao, G. Agregación de nanocristalitos de ZnO para una alta eficiencia de conversión en células solares sensibilizadas por colorante. Angew. química En t. ed. 120, 2436–2440 (2008).

Artículo Google Académico

Memarian, N. et al. Nanocristalitos de Zno ensamblados jerárquicamente para células solares sensibilizadas por colorante de alta eficiencia. Angew. química En t. ed. 50, 12321–12325 (2011).

Artículo CAS Google Académico

Shahzad, N. et al. Monitoreo del tiempo de impregnación de colorantes de fotoánodos nanoestructurados para células solares sensibilizadas con colorantes. Journal of Physics: Serie de conferencias 439, 012012 (2013).

Google Académico

Bisquert, J., Fabregat-Santiago, F., Mora-Sero, I., Garcia-Belmonte, G. & Giménez, S. Electron lifetime in dye-sensitized solar cells: theory and interpretation of measurements. J. Phys. Chem. C113, 17278–17290 (2009).

Google Académico

Zaban, A., Greenshtein, M. y Bisquert. Determinación de la vida útil de los electrones en células solares de colorante nanocristalino mediante mediciones de decaimiento de fotovoltaje. química física química 4, 859–864 (2003).

Artículo CAS Google Académico

Park, NG, Kang, MG, Ryu, KS, Kim, KM y Chang, SH Características fotovoltaicas de células solares de SnO2 nanocristalinas modificadas en la superficie sensibilizadas con tinte. J. Photochem. Fotobiol. A 161, 105–110 (2004).

Artículo CAS Google Académico

Wang, Q et al. Características de las células solares sensibilizadas por colorante de alta eficiencia. J. física. química B 110, 25210–25221 (2006).

Artículo CAS Google Académico

Fabregat-Santiago, F., Garcia-Belmonte, G., Mora-Sero, I. & Bisquert, J. Caracterización de células solares híbridas y orgánicas nanoestructuradas por espectroscopia de impedancia. física química química física 13, 9083–9118 (2011).

Artículo CAS Google Académico

Raga, SR, Barea, EM & Fabregat, FF Análisis del origen del voltaje de circuito abierto en celdas solares de colorante. J. física. química Letón. 3, 1629-1634 (2012).

Artículo CAS Google Académico

Niinobe, D., Makari, Y., Kitamura, T., Wada, Y. & Yanagida, S. Origen de la mejora en el voltaje de circuito abierto mediante la adición de Zno a SnO2 nanocristalino en células solares sensibilizadas con colorante. J. física. química B 109, 17892–17900 (2005).

Artículo CAS Google Académico

Ramasamy, E. & Lee, J. Solicitó fotoánodos mesoporosos basados ​​en SnO2 para células solares sensibilizadas por colorante de alto rendimiento. J. física. química C 114, 22032–22037 (2010).

Artículo CAS Google Académico

Qian, JF y col. Microesferas huecas de SnO2 multicapa recubiertas de TiO2 para células solares sensibilizadas por colorante. Adv. Mate. 21, 3663–3667 (2009).

Artículo CAS Google Académico

Descargar referencias

Los autores agradecen a la Comisión Europea por la financiación parcial en virtud del contrato WIROX no. 295216. IC agradece al Consejo Nacional de Investigación en el marco del Proyecto "Tecnologie e Materiali per l'utilizzo eficiente dell'energia solare" (Regione Lombardia) por la financiación parcial.

Departamento de Ingeniería de la Información, Universidad de Brescia, via Valotti 9, Brescia, 25133, Italia

R. Milán, GS Selopal, G. Sberveglieri & I. Concina

Laboratorio CNR-INO SENSOR, via Branze 45, Brescia, 25131, Italia

R. Milán, GS Selopal, G. Sberveglieri & I. Concina

Instituto de Microelectrónica y Microsistemas, IMM-CNR, via Monteroni, Lecce, 73100, Italia

M. Epifani

Departamento de Ciencias Químicas, CNR-IENI, Universidad de Padova, via F. Marzolo 1, Padova, 35131, Italia

MM Natil

Departamento de Ciencias de la Ingeniería y Matemáticas, Universidad Tecnológica de Luleå, Luleå, 97187, Suecia

A. Vomiero

También puede buscar este autor en PubMed Google Scholar

También puede buscar este autor en PubMed Google Scholar

También puede buscar este autor en PubMed Google Scholar

También puede buscar este autor en PubMed Google Scholar

También puede buscar este autor en PubMed Google Scholar

También puede buscar este autor en PubMed Google Scholar

También puede buscar este autor en PubMed Google Scholar

GSS y IC concibieron los experimentos. GSS preparó las muestras y realizó las pruebas funcionales del dispositivo. RM llevó a cabo la caracterización de la impedancia electroquímica y analizó los datos; ME midió los espectros de reflectancia; MMN llevó a cabo la medición XRD y el análisis de datos relacionados; IC llevó a cabo el análisis SEM y los análisis espectrofotométricos; AV analizó los datos funcionales relacionados con el rendimiento del dispositivo. Todos los autores contribuyeron a la redacción del manuscrito.

Los autores declaran no tener intereses financieros en competencia.

Este trabajo tiene una licencia internacional Creative Commons Attribution 4.0. Las imágenes u otro material de terceros en este artículo están incluidos en la licencia Creative Commons del artículo, a menos que se indique lo contrario en la línea de crédito; si el material no está incluido bajo la licencia Creative Commons, los usuarios deberán obtener el permiso del titular de la licencia para reproducir el material. Para ver una copia de esta licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Reimpresiones y permisos

Milán, R., Selopal, G., Epifani, M. et al. Fotoánodos compuestos de ingeniería ZnO@SnO2 para células solares sensibilizadas con tinte. Informe científico 5, 14523 (2015). https://doi.org/10.1038/srep14523

Descargar cita

Recibido: 15 junio 2015

Aceptado: 26 de agosto de 2015

Publicado: 30 de septiembre de 2015

DOI: https://doi.org/10.1038/srep14523

Cualquier persona con la que compartas el siguiente enlace podrá leer este contenido:

Lo sentimos, un enlace para compartir no está disponible actualmente para este artículo.

Proporcionado por la iniciativa de intercambio de contenido Springer Nature SharedIt

Informes científicos (2020)

Materiales para Energías Renovables y Sostenibles (2020)

Journal of Materials Science: Materiales en electrónica (2020)

Informes científicos (2018)

Journal of Materials Science: Materiales en electrónica (2018)

Al enviar un comentario, acepta cumplir con nuestros Términos y Pautas de la comunidad. Si encuentra algo abusivo o que no cumple con nuestros términos o pautas, márquelo como inapropiado.