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Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 8/2016

13.04.2016

Optical and electrical properties of purpurin and alizarin complexone as sensitizers for dye-sensitized solar cells

verfasst von: Chaofan Sun, Yuanzuo Li, Dawei Qi, Huixing Li, Peng Song

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 8/2016

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Abstract

The optical and electrical properties of two dyes purpurin (1,2,4-trihydroxy-9, 10-anthracenedione) and alizarin complexone (alizarin-3-methylimino-N,N-diacetic acid) as sensitizers for dye-sensitized solar cells were investigated by using UV–Vis spectrum, FT-IR spectrum, cyclic voltammetry and I–V (current–voltage) characteristics. In addition, electrochemical impedance spectroscopy was adopted to research the electrons transfer process between each interface of the dye-sensitized solar cell. For comparison with the experiments, the frontier molecular orbitals, vibration analysis, the total static first hyperpolarizability and driving force of electron injection were calculated by using density functional theory (DFT) with B3LYP, at 6-31G(d) basis set. Moreover, the transition properties were investigated by using time-dependent density functional theory (TD-DFT) with PBEPBE functional at 6-311+G(d,p) basis set in theory. The solvent effect and basis set effect were taken into consideration to investigate the excited state properties of the dyes. The results showed that alizarin complexone had a higher energy conversion efficiency of 0.27 % than that of purpurin (0.13 %), with higher open circuit voltage (\(V_{oc}\)) of 0.45 V, higher short circuit current density (\(I_{sc}\)) of 0.89 mA cm−2 and higher fill factor (\({\text{ff}}\)) of 0.67, indicating that the photovoltaic characteristics of alizarin excelled that of purpurin.

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Metadaten
Titel
Optical and electrical properties of purpurin and alizarin complexone as sensitizers for dye-sensitized solar cells
verfasst von
Chaofan Sun
Yuanzuo Li
Dawei Qi
Huixing Li
Peng Song
Publikationsdatum
13.04.2016
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 8/2016
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-016-4799-4

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