Farbstoffbeschichtete Nanostrukturen für hohe Effizienz von Solarzellen

Die auf nanokristallinem TiO2 basierenden Farbstoffsolarzellen (DSSCs) weisen eine hohe Energieumwandlungseffizienz auf und sind einer der häufigsten Ersatzstoffe für kostengünstige Solarenergieumwandlungsgeräte bei hohen Temperaturen. ZnO ist ein weiterer vielversprechender Metalloxid-Halbleiter, der TiO2 aufgrund seiner im Vergleich zu TiO2 höheren elektronischen Mobilität ersetzen kann, und sein Leitungsband-Energieniveau ist ähnlich wie bei TiO2. Nanokristalline ZnO-Partikel wurden durch das Sol-Gel-Verfahren unter Verwendung mesoporöser Elektroden für farbstoffsensibilisierte Solarzellen hergestellt. Die Anatas-Phase von ZnO wurde durch Röntgendiffraktometrie bestätigt. Die Partikelgröße der ZnO-Nanopartikel wurde durch Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) bestätigt. Die Beschichtung der ZnO-Nanopartikel erfolgte mit natürlichen Farbstoffen, die aus Spinat und Mariengold gewonnen wurden. Die Rasterelektronenmikroskop- und EDX-Untersuchung zeigt die Morphologie und elementare Zusammensetzung der reinen und mit natürlichem Farbstoff beschichteten ZnO-Nanopartikel. Tauc's Plot bestätigte die Verringerung der Bandlücke von ZnO-Nanopartikeln mit natürlicher Farbstoffbeschichtung. Raman-Streuspektrum-Spektren zeigen aktive Phononmoden für alle synthetisierten Proben. Die mit natürlichem Farbstoff beschichteten Nanopartikel sind besser.