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Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 7/2014

01.07.2014

Bifacial illuminated PbS quantum dot-sensitized solar cells with translucent CuS counter electrodes

verfasst von: Yongguang Tu, Jihuai Wu, Zhang Lan, Yibing Lin, Qin Liu, Bingcheng Lin, Guozhang Liu

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 7/2014

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Abstract

This paper reports the optimization of the TiO2 photoanode and the fabrication of bifacial illuminated PbS quantum dot-sensitized solar cells (QDSSCs) with translucent CuS counter electrodes. TiO2 photoanode is prepared by introducing a compact TiO2 layer between FTO substrate and TiO2 film with titanium diisopropoxide bis(acetylacetonate) in 1-butanol and post-treatment with TiCl4 aqueous solution; then, PbS quantum dots (QDs) are deposited on the surface of TiO2 film by successive ionic layer adsorption and reaction method; also, by means of control of the TiO2 surface charge, QD density of TiO2 film is improved by adding triethanolamine into the cationic precursor solution. Using this optimized TiO2 photoanode and a translucent CuS counter electrode, a bifacial illuminated PbS QDSSC is fabricated. The preparation conditions are optimized and the surface morphology and electrochemical properties of TiO2 photoanodes are characterized. The bifacial illuminated PbS QDSSC achieves a power conversion efficiency of 2.16 %, which is increased by 48.97 % compared with the single illuminated QDSSC.

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2.
Zurück zum Zitat P.V. Kamat, K. Tvrdy, D.R. Baker, J.G. Radich, Chem. Rev. 110, 6664 (2010)CrossRef P.V. Kamat, K. Tvrdy, D.R. Baker, J.G. Radich, Chem. Rev. 110, 6664 (2010)CrossRef
3.
4.
Zurück zum Zitat H. Lee, H.C. Leventis, S.J. Moon, P. Chen, S. Ito, S.A. Haque, T. Torres, F. Nüesch, T. Geiger, S.M. Zakeeruddin, M. Grätzel, M.K. Nazeeruddin, Adv. Funct. Mater. 19, 2735 (2009)CrossRef H. Lee, H.C. Leventis, S.J. Moon, P. Chen, S. Ito, S.A. Haque, T. Torres, F. Nüesch, T. Geiger, S.M. Zakeeruddin, M. Grätzel, M.K. Nazeeruddin, Adv. Funct. Mater. 19, 2735 (2009)CrossRef
5.
Zurück zum Zitat A. Ranjitha, N. Muthukumarasamy, M. Thambidurai, D. Velauthapillai, R. Balasundaraprabhu, S. Agilan, J. Mater. Sci. Mater. Electron. 24, 3014 (2013)CrossRef A. Ranjitha, N. Muthukumarasamy, M. Thambidurai, D. Velauthapillai, R. Balasundaraprabhu, S. Agilan, J. Mater. Sci. Mater. Electron. 24, 3014 (2013)CrossRef
6.
Zurück zum Zitat A.J. Nozik, M.C. Beard, J.M. Luther, M. Law, R.J. Ellingson, J.C. Johnson, Chem. Rev. 110, 6873 (2010)CrossRef A.J. Nozik, M.C. Beard, J.M. Luther, M. Law, R.J. Ellingson, J.C. Johnson, Chem. Rev. 110, 6873 (2010)CrossRef
7.
Zurück zum Zitat S. Kim, S.H. Im, M. Kang, J.H. Heo, S.I. Seok, S.W. Kim, I.M. Sero, J. Bisquert, Phys. Chem. Chem. Phys. 14, 14999 (2012)CrossRef S. Kim, S.H. Im, M. Kang, J.H. Heo, S.I. Seok, S.W. Kim, I.M. Sero, J. Bisquert, Phys. Chem. Chem. Phys. 14, 14999 (2012)CrossRef
10.
11.
Zurück zum Zitat N.P. Benehkohal, V. Gonzalez-Pedro, P.B. Boix, S. Chavhan, R. Tena-Zaera, G.P. Demopoulos, I. Mora-Sero, J. Phys. Chem. C 116, 16391 (2012)CrossRef N.P. Benehkohal, V. Gonzalez-Pedro, P.B. Boix, S. Chavhan, R. Tena-Zaera, G.P. Demopoulos, I. Mora-Sero, J. Phys. Chem. C 116, 16391 (2012)CrossRef
12.
Zurück zum Zitat A. Salant, M. Shalom, I. Hod, A. Faust, A. Zaban, U. Banin, ACS Nano 4, 5962 (2010)CrossRef A. Salant, M. Shalom, I. Hod, A. Faust, A. Zaban, U. Banin, ACS Nano 4, 5962 (2010)CrossRef
13.
Zurück zum Zitat I. Mora-Sero, S. Gimenez, F. Fabregat-Santiago, R. Gomez, Q. Shen, T. Toyoda, J. Bisquert, Acc. Chem. Res. 42, 1848 (2009)CrossRef I. Mora-Sero, S. Gimenez, F. Fabregat-Santiago, R. Gomez, Q. Shen, T. Toyoda, J. Bisquert, Acc. Chem. Res. 42, 1848 (2009)CrossRef
14.
Zurück zum Zitat J.H. Rhee, C.C. Chung, E.W. Diau, NPG Asia Mater. 5(68), 1 (2013) J.H. Rhee, C.C. Chung, E.W. Diau, NPG Asia Mater. 5(68), 1 (2013)
16.
Zurück zum Zitat J.W. Lee, D.Y. Son, T.K. Ahn, H.W. Shin, I.Y. Kim, S.J. Hwang, M.J. Ko, S. Suil, H. Han, N.G. Park, Sci. Rep. 3(1050), 1 (2013) J.W. Lee, D.Y. Son, T.K. Ahn, H.W. Shin, I.Y. Kim, S.J. Hwang, M.J. Ko, S. Suil, H. Han, N.G. Park, Sci. Rep. 3(1050), 1 (2013)
17.
Zurück zum Zitat A.H. Ip, S.M. Thon, S.H. Hoogland, O. Voznyy, D. Zhitomirsky, R. Debnath, L. Levina, L.R. Rollny, G.H. Carey, A. Fischer, K.W. Kemp, I.J. Kramer, Z. Ning, A.J. Labelle, K.W. Chou, A. Amassian, E.H. Sargent, Nat. Nanotechnol. 7, 577 (2012)CrossRef A.H. Ip, S.M. Thon, S.H. Hoogland, O. Voznyy, D. Zhitomirsky, R. Debnath, L. Levina, L.R. Rollny, G.H. Carey, A. Fischer, K.W. Kemp, I.J. Kramer, Z. Ning, A.J. Labelle, K.W. Chou, A. Amassian, E.H. Sargent, Nat. Nanotechnol. 7, 577 (2012)CrossRef
18.
Zurück zum Zitat C.J. Raj, S.N. Karthick, S. Park, K.V. Hemalatha, S.K. Kim, K. Prabakar, H.J. Kim, J. Power Sources 248, 439 (2014)CrossRef C.J. Raj, S.N. Karthick, S. Park, K.V. Hemalatha, S.K. Kim, K. Prabakar, H.J. Kim, J. Power Sources 248, 439 (2014)CrossRef
19.
Zurück zum Zitat A. Braga, S. Gimenez, I. Concina, A. Vomiero, I. Mora-Sero, J. Phys. Chem. Lett. 2, 454 (2011)CrossRef A. Braga, S. Gimenez, I. Concina, A. Vomiero, I. Mora-Sero, J. Phys. Chem. Lett. 2, 454 (2011)CrossRef
20.
Zurück zum Zitat L.J. Diguna, Q. Shen, J. Kobayashi, T. Toyoda, Appl. Phys. Lett. 91, 023116 (2007)CrossRef L.J. Diguna, Q. Shen, J. Kobayashi, T. Toyoda, Appl. Phys. Lett. 91, 023116 (2007)CrossRef
21.
Zurück zum Zitat N. Guijarro, J.M. Campiña, Q. Shen, T. Toyoda, T. Lana-Villarreal, R. Gómez, Phys. Chem. Chem. Phys. 13, 12024 (2011)CrossRef N. Guijarro, J.M. Campiña, Q. Shen, T. Toyoda, T. Lana-Villarreal, R. Gómez, Phys. Chem. Chem. Phys. 13, 12024 (2011)CrossRef
22.
Zurück zum Zitat D.A.R. Barkhouse, A.G. Pattantyus-Abraham, L. Levina, E.H. Sargent, ACS Nano 2, 2356 (2008)CrossRef D.A.R. Barkhouse, A.G. Pattantyus-Abraham, L. Levina, E.H. Sargent, ACS Nano 2, 2356 (2008)CrossRef
23.
Zurück zum Zitat N. Zhao, T.P. Osedach, L.Y. Chang, S.M. Geyer, D. Wanger, M.T. Binda, A.C. Arango, M.G. Bawendi, V. Bulovic, ACS Nano 4, 3743 (2010)CrossRef N. Zhao, T.P. Osedach, L.Y. Chang, S.M. Geyer, D. Wanger, M.T. Binda, A.C. Arango, M.G. Bawendi, V. Bulovic, ACS Nano 4, 3743 (2010)CrossRef
24.
Zurück zum Zitat E.M. Barea, M. Shalom, S. Giménez, I. Hod, I. Mora-Seró, A. Zaban, J. Bisquert, J. Am. Chem. Soc. 132, 6834 (2010)CrossRef E.M. Barea, M. Shalom, S. Giménez, I. Hod, I. Mora-Seró, A. Zaban, J. Bisquert, J. Am. Chem. Soc. 132, 6834 (2010)CrossRef
25.
Zurück zum Zitat N. Guijarro, T. Lana-Villarreal, T. Lutz, S.A. Haque, R. Gómez, J. Phys. Chem. Lett. 3, 3367 (2012)CrossRef N. Guijarro, T. Lana-Villarreal, T. Lutz, S.A. Haque, R. Gómez, J. Phys. Chem. Lett. 3, 3367 (2012)CrossRef
27.
Zurück zum Zitat F.P. Zamborini, J.F. Hicks, R.W. Murray, J. Am. Chem. Soc. 122, 4514 (2000)CrossRef F.P. Zamborini, J.F. Hicks, R.W. Murray, J. Am. Chem. Soc. 122, 4514 (2000)CrossRef
28.
Zurück zum Zitat S. Krüger, S.G. Hickey, S. Tscharntke, A. Eychmüller, J. Phys. Chem. C 115, 13047 (2011)CrossRef S. Krüger, S.G. Hickey, S. Tscharntke, A. Eychmüller, J. Phys. Chem. C 115, 13047 (2011)CrossRef
29.
Zurück zum Zitat S. Do Sung, I. Lim, P. Kang, C. Lee, W.I. Lee, Chem. Commun. 49, 6054 (2013)CrossRef S. Do Sung, I. Lim, P. Kang, C. Lee, W.I. Lee, Chem. Commun. 49, 6054 (2013)CrossRef
30.
Zurück zum Zitat J. Dong, S. Jia, J. Chen, B. Li, J. Zheng, J. Zhao, Z. Wang, Z. Zhu, J. Mater. Chem. 22, 9745 (2012)CrossRef J. Dong, S. Jia, J. Chen, B. Li, J. Zheng, J. Zhao, Z. Wang, Z. Zhu, J. Mater. Chem. 22, 9745 (2012)CrossRef
31.
Zurück zum Zitat B.L. He, Q.W. Tang, M. Wang, C.Q. Ma, S.S. Yuan, J. Power Sources 256, 8 (2014)CrossRef B.L. He, Q.W. Tang, M. Wang, C.Q. Ma, S.S. Yuan, J. Power Sources 256, 8 (2014)CrossRef
32.
Zurück zum Zitat Q.W. Tang, H.Y. Cai, S.S. Yuan, X. Wang, J. Mater. Chem. A. 1, 317 (2013)CrossRef Q.W. Tang, H.Y. Cai, S.S. Yuan, X. Wang, J. Mater. Chem. A. 1, 317 (2013)CrossRef
33.
Zurück zum Zitat Z. Tachan, M. Shalom, I. Hod, S. Rühle, S. Tirosh, A. Zaban, J. Phys. Chem. C 115, 6162 (2011)CrossRef Z. Tachan, M. Shalom, I. Hod, S. Rühle, S. Tirosh, A. Zaban, J. Phys. Chem. C 115, 6162 (2011)CrossRef
34.
Zurück zum Zitat Z.S. Yang, C.Y. Chen, C.W. Liu, C.L. Li, H.T. Chang, Adv. Energy Mater. 1, 259 (2011)CrossRef Z.S. Yang, C.Y. Chen, C.W. Liu, C.L. Li, H.T. Chang, Adv. Energy Mater. 1, 259 (2011)CrossRef
35.
Zurück zum Zitat J.G. Radich, R. Dwyer, P.V. Kamat, J. Phys. Chem. Lett. 2, 2453 (2011)CrossRef J.G. Radich, R. Dwyer, P.V. Kamat, J. Phys. Chem. Lett. 2, 2453 (2011)CrossRef
36.
Zurück zum Zitat M.H. Deng, S.Q. Huang, Q.X. Zhang, D.M. Li, Y.H. Luo, Q. Shen, T. Toyoda, Q.B. Meng, Chem. Lett. 39, 1168 (2010)CrossRef M.H. Deng, S.Q. Huang, Q.X. Zhang, D.M. Li, Y.H. Luo, Q. Shen, T. Toyoda, Q.B. Meng, Chem. Lett. 39, 1168 (2010)CrossRef
37.
Zurück zum Zitat J.H. Im, C.R. Lee, J.W. Lee, S.W. Park, N.G. Park, Nanoscale 3, 4088 (2011)CrossRef J.H. Im, C.R. Lee, J.W. Lee, S.W. Park, N.G. Park, Nanoscale 3, 4088 (2011)CrossRef
38.
Zurück zum Zitat H. Choi, C. Nahm, J. Kim, J. Moon, S. Nam, D. Jung, B. Park, Curr. Appl. Phys. 12, 737 (2012)CrossRef H. Choi, C. Nahm, J. Kim, J. Moon, S. Nam, D. Jung, B. Park, Curr. Appl. Phys. 12, 737 (2012)CrossRef
39.
40.
Zurück zum Zitat Z. Lan, J.H. Wu, J.M. Lin, M.L. Huang, J. Mater. Chem. 21, 15552 (2011)CrossRef Z. Lan, J.H. Wu, J.M. Lin, M.L. Huang, J. Mater. Chem. 21, 15552 (2011)CrossRef
41.
Zurück zum Zitat W. Ke, G. Fang, H. Lei, P. Qin, H. Tao, W. Zeng, J. Wang, X. Zhao, J. Power Sources 248, 809 (2014)CrossRef W. Ke, G. Fang, H. Lei, P. Qin, H. Tao, W. Zeng, J. Wang, X. Zhao, J. Power Sources 248, 809 (2014)CrossRef
42.
Zurück zum Zitat N. Fuke, R. Katoh, A. Islam, M. Kasuya, A. Furube, A. Fukui, Y. Chiba, R. Komiya, R. Yamanaka, L. Han, H. Harima, Energy Environ. Sci. 2, 1205 (2009)CrossRef N. Fuke, R. Katoh, A. Islam, M. Kasuya, A. Furube, A. Fukui, Y. Chiba, R. Komiya, R. Yamanaka, L. Han, H. Harima, Energy Environ. Sci. 2, 1205 (2009)CrossRef
44.
Zurück zum Zitat J. Wu, Y. Li, Q. Tang, G. Yue, J. Lin, M. Huang, L. Meng, Sci. Rep. 4(4028), 1 (2014) J. Wu, Y. Li, Q. Tang, G. Yue, J. Lin, M. Huang, L. Meng, Sci. Rep. 4(4028), 1 (2014)
45.
Zurück zum Zitat Q. Wang, J.E. Moser, M. Gratzel, J. Phys. Chem. B. 109, 4945 (2005) Q. Wang, J.E. Moser, M. Gratzel, J. Phys. Chem. B. 109, 4945 (2005)
46.
Zurück zum Zitat R. Gao, Z. Liang, J. Tian, Q. Zhang, L. Wang, G. Cao, Nano Energy 2, 40 (2013)CrossRef R. Gao, Z. Liang, J. Tian, Q. Zhang, L. Wang, G. Cao, Nano Energy 2, 40 (2013)CrossRef
47.
Zurück zum Zitat B.L. He, X.M. Meng, Q.W. Tang, P.J. Li, S.S. Yuan, P.Z. Yang, J. Power Sources 260, 180 (2014)CrossRef B.L. He, X.M. Meng, Q.W. Tang, P.J. Li, S.S. Yuan, P.Z. Yang, J. Power Sources 260, 180 (2014)CrossRef
48.
Zurück zum Zitat H.Y. Cai, Q.W. Tang, B.L. He, P.J. Li, J. Power Sources 258, 117 (2014)CrossRef H.Y. Cai, Q.W. Tang, B.L. He, P.J. Li, J. Power Sources 258, 117 (2014)CrossRef
49.
Zurück zum Zitat R. Kern, R. Sastrawan, J. Ferber, R. Stangl, J. Luther, Electrochim. Acta 47, 4213 (2002)CrossRef R. Kern, R. Sastrawan, J. Ferber, R. Stangl, J. Luther, Electrochim. Acta 47, 4213 (2002)CrossRef
Metadaten
Titel
Bifacial illuminated PbS quantum dot-sensitized solar cells with translucent CuS counter electrodes
verfasst von
Yongguang Tu
Jihuai Wu
Zhang Lan
Yibing Lin
Qin Liu
Bingcheng Lin
Guozhang Liu
Publikationsdatum
01.07.2014
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 7/2014
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-014-1976-1

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