Skip to main content
Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 8/2015

01.08.2015

The effects of gold colloid concentration on photoanode electrodes to enhance plasmonic dye-sensitized solar cells performance

verfasst von: Mohammed A. Al-Azawi, Noriah Bidin, Abdulrahman K. Ali, M. Bououdina

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 8/2015

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

Pulsed laser ablation of gold (Au) bulk immersed in ethanol and post-ablated size modification process were employed to generate homogeneous size distribution of nanoparticles (~15 nm) and different concentrations of Au colloids without using chemical reagents in the final preparation. A specific concentration of N719 dye molecules with or without Au colloidal solution at different concentrations was mixed and embedded onto the porous titanium dioxide films for photoanodes formation in dye-sensitized solar cells (DSSCs). Optical measurements confirmed the interaction between the dipole moments of the dye and the localized surface plasmon resonance (LSPR) of Au nanoparticles (AuNPs), thereby indicating that AuNPs were in close contact with the adsorbed dye molecules on the surface of the photoanode. The LSPR effects of AuNPs on the performance of DSSCs have been extensively studied by using different concentrations of Au colloids. It was found that, the performance of DSSCs is highly dependent on the concentration of AuNPs. For the highest concentration (9 × 1012 particles/mL), the best achieved plasmonic DSSC performance exhibited a power conversion efficiency of 5.36 %, whereas the reference DSSC (without AuNPs) showed an efficiency of 3.82 %. Thus, an enhancement factor of 40.31 % is indicated.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Wirtschaft"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 340 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Versicherung + Risiko




Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Literatur
1.
Zurück zum Zitat A. Yella, H.-W. Lee, H.N. Tsao, C. Yi, A.K. Chandiran, M.K. Nazeeruddin, E.W.-G. Diau, C.-Y. Yeh, S.M. Zakeeruddin, M. Grätzel, Science 334, 629–634 (2011)CrossRef A. Yella, H.-W. Lee, H.N. Tsao, C. Yi, A.K. Chandiran, M.K. Nazeeruddin, E.W.-G. Diau, C.-Y. Yeh, S.M. Zakeeruddin, M. Grätzel, Science 334, 629–634 (2011)CrossRef
2.
3.
Zurück zum Zitat J.-K. Lee, B.-H. Jeong, S.-I. Jang, Y.-S. Yeo, S.-H. Park, J.-U. Kim, Y.-G. Kim, Y.-W. Jang, M.-R. Kim, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 20, 446–450 (2009) J.-K. Lee, B.-H. Jeong, S.-I. Jang, Y.-S. Yeo, S.-H. Park, J.-U. Kim, Y.-G. Kim, Y.-W. Jang, M.-R. Kim, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 20, 446–450 (2009)
4.
Zurück zum Zitat A. Hagfeldt, G. Boschloo, L. Sun, L. Kloo, H. Pettersson, Chem. Rev. 110, 6595–6663 (2010)CrossRef A. Hagfeldt, G. Boschloo, L. Sun, L. Kloo, H. Pettersson, Chem. Rev. 110, 6595–6663 (2010)CrossRef
5.
Zurück zum Zitat M. Ihara, K. Tanaka, K. Sakaki, I. Honma, K. Yamada, J. Phys. Chem. B 101, 5153–5157 (1997)CrossRef M. Ihara, K. Tanaka, K. Sakaki, I. Honma, K. Yamada, J. Phys. Chem. B 101, 5153–5157 (1997)CrossRef
6.
Zurück zum Zitat B. Ding, B.J. Lee, M. Yang, H.S. Jung, J.-K. Lee, Adv. Energy Mater. 1, 415–421 (2011)CrossRef B. Ding, B.J. Lee, M. Yang, H.S. Jung, J.-K. Lee, Adv. Energy Mater. 1, 415–421 (2011)CrossRef
7.
Zurück zum Zitat M.D. Brown, T. Suteewong, R.S.S. Kumar, V. D’Innocenzo, A. Petrozza, M.M. Lee, U. Wiesner, H.J. Snaith, Nano Lett. 11, 438–445 (2011)CrossRef M.D. Brown, T. Suteewong, R.S.S. Kumar, V. D’Innocenzo, A. Petrozza, M.M. Lee, U. Wiesner, H.J. Snaith, Nano Lett. 11, 438–445 (2011)CrossRef
8.
Zurück zum Zitat S.-P. Ng, X. Lu, N. Ding, C.-M.L. Wu, C.-S. Lee, Sol. Energy 99, 115–125 (2014)CrossRef S.-P. Ng, X. Lu, N. Ding, C.-M.L. Wu, C.-S. Lee, Sol. Energy 99, 115–125 (2014)CrossRef
9.
Zurück zum Zitat R.A. Naphade, M. Tathavadekar, J.P. Jog, S. Agarkar, S. Ogale, J. Mater. Chem. A 2, 975–984 (2014)CrossRef R.A. Naphade, M. Tathavadekar, J.P. Jog, S. Agarkar, S. Ogale, J. Mater. Chem. A 2, 975–984 (2014)CrossRef
10.
Zurück zum Zitat J. Yun, S.-H. Hwang, J. Jang, ACS Appl. Mater. Interfaces 7, 2055–2063 (2015)CrossRef J. Yun, S.-H. Hwang, J. Jang, ACS Appl. Mater. Interfaces 7, 2055–2063 (2015)CrossRef
11.
Zurück zum Zitat S. Muduli, O. Game, V. Dhas, K. Vijayamohanan, K.A. Bogle, N. Valanoor, S.B. Ogale, Sol. Energy 86, 1428–1434 (2012)CrossRef S. Muduli, O. Game, V. Dhas, K. Vijayamohanan, K.A. Bogle, N. Valanoor, S.B. Ogale, Sol. Energy 86, 1428–1434 (2012)CrossRef
12.
Zurück zum Zitat N.C. Jeong, C. Prasittichai, J.T. Hupp, Langmuir 27, 14609–14614 (2011)CrossRef N.C. Jeong, C. Prasittichai, J.T. Hupp, Langmuir 27, 14609–14614 (2011)CrossRef
13.
14.
Zurück zum Zitat K. Ishikawa, C.J. Wen, K. Yamada, T. Okubo, J. Chem. Eng. Jpn. 37, 645–649 (2004)CrossRef K. Ishikawa, C.J. Wen, K. Yamada, T. Okubo, J. Chem. Eng. Jpn. 37, 645–649 (2004)CrossRef
15.
16.
17.
Zurück zum Zitat J.A. Schuller, E.S. Barnard, W. Cai, Y.C. Jun, J.S. White, M.L. Brongersma, Nat. Mater. 9, 193–204 (2010)CrossRef J.A. Schuller, E.S. Barnard, W. Cai, Y.C. Jun, J.S. White, M.L. Brongersma, Nat. Mater. 9, 193–204 (2010)CrossRef
18.
Zurück zum Zitat K.L. Kelly, E. Coronado, L.L. Zhao, G.C. Schatz, J. Phys. Chem. B 107, 668–677 (2003)CrossRef K.L. Kelly, E. Coronado, L.L. Zhao, G.C. Schatz, J. Phys. Chem. B 107, 668–677 (2003)CrossRef
19.
Zurück zum Zitat D. Zhang, M. Wang, A.G. Brolo, J. Shen, X. Li, S. Huang, J. Phys. D Appl. Phys. 46, 1–8 (2013) D. Zhang, M. Wang, A.G. Brolo, J. Shen, X. Li, S. Huang, J. Phys. D Appl. Phys. 46, 1–8 (2013)
20.
Zurück zum Zitat M. Ihara, M. Kanno, S. Inoue, Phys. E Low Dimens. Syst. Nanostructures 42, 2867–2871 (2010)CrossRef M. Ihara, M. Kanno, S. Inoue, Phys. E Low Dimens. Syst. Nanostructures 42, 2867–2871 (2010)CrossRef
21.
Zurück zum Zitat T. Kawawaki, Y. Takahashi, T. Tatsuma, J. Phys. Chem. C 117, 5901–5907 (2013)CrossRef T. Kawawaki, Y. Takahashi, T. Tatsuma, J. Phys. Chem. C 117, 5901–5907 (2013)CrossRef
22.
23.
Zurück zum Zitat S.D. Standridge, G.C. Schatz, J.T. Hupp, J. Am. Chem. Soc. 131, 8407–8409 (2009)CrossRef S.D. Standridge, G.C. Schatz, J.T. Hupp, J. Am. Chem. Soc. 131, 8407–8409 (2009)CrossRef
24.
Zurück zum Zitat D.W. Zhang, X.D. Li, H.B. Li, S. Chen, Z. Sun, X.J. Yin, S.M. Huang, Carbon 49, 5382–5388 (2011)CrossRef D.W. Zhang, X.D. Li, H.B. Li, S. Chen, Z. Sun, X.J. Yin, S.M. Huang, Carbon 49, 5382–5388 (2011)CrossRef
25.
Zurück zum Zitat M.A. Al-Azawi, N. Bidin, A.K. Ali, K.I. Hassoon, M. Abdullah, Modern Appl. Sci. 9, 20–27 (2015)CrossRef M.A. Al-Azawi, N. Bidin, A.K. Ali, K.I. Hassoon, M. Abdullah, Modern Appl. Sci. 9, 20–27 (2015)CrossRef
26.
Zurück zum Zitat E.V. Barmina, G.A. Shafeev, P.G. Kuzmin, A.A. Serkov, A.V. Simakin, N.N. Melnik, Appl. Phys. Mater. Sci. Process. 115, 747–752 (2014)CrossRef E.V. Barmina, G.A. Shafeev, P.G. Kuzmin, A.A. Serkov, A.V. Simakin, N.N. Melnik, Appl. Phys. Mater. Sci. Process. 115, 747–752 (2014)CrossRef
27.
Zurück zum Zitat C.J. Barbe, F. Arendse, P. Comte, M. Jirousek, F. Lenzmann, V. Shklover, M. Gratzel, J. Am. Ceram. Soc. 80, 3157–3171 (1997)CrossRef C.J. Barbe, F. Arendse, P. Comte, M. Jirousek, F. Lenzmann, V. Shklover, M. Gratzel, J. Am. Ceram. Soc. 80, 3157–3171 (1997)CrossRef
28.
Zurück zum Zitat M.K. Nazeeruddin, S.M. Zakeeruddin, R. Humphry-Baker, M. Jirousek, P. Liska, N. Vlachopoulos, V. Shklover, C.H. Fischer, M. Gratzel, Inorg. Chem. 38, 6298–6305 (1999)CrossRef M.K. Nazeeruddin, S.M. Zakeeruddin, R. Humphry-Baker, M. Jirousek, P. Liska, N. Vlachopoulos, V. Shklover, C.H. Fischer, M. Gratzel, Inorg. Chem. 38, 6298–6305 (1999)CrossRef
30.
Zurück zum Zitat S.D. Standridge, G.C. Schatz, J.T. Hupp, Langmuir 25, 2596–2600 (2009)CrossRef S.D. Standridge, G.C. Schatz, J.T. Hupp, Langmuir 25, 2596–2600 (2009)CrossRef
31.
Zurück zum Zitat B. Sebo, N. Huang, Y. Liu, Q. Tai, L. Liang, H. Hu, S. Xu, X.-Z. Zhao, Electrochim. Acta 112, 458–464 (2013)CrossRef B. Sebo, N. Huang, Y. Liu, Q. Tai, L. Liang, H. Hu, S. Xu, X.-Z. Zhao, Electrochim. Acta 112, 458–464 (2013)CrossRef
32.
Zurück zum Zitat L.Q. Jing, Y.C. Qu, B.Q. Wang, S.D. Li, B.J. Jiang, L.B. Yang, W. Fu, H.G. Fu, J.Z. Sun, Sol. Energy Mater. Sol. Cells 90, 1773–1787 (2006)CrossRef L.Q. Jing, Y.C. Qu, B.Q. Wang, S.D. Li, B.J. Jiang, L.B. Yang, W. Fu, H.G. Fu, J.Z. Sun, Sol. Energy Mater. Sol. Cells 90, 1773–1787 (2006)CrossRef
33.
Zurück zum Zitat H. He, P. Yang, C. Jia, Y. Miao, J. Zhao, Y. Du, Funct. Mater. Lett. 7, 1450064 (2014)CrossRef H. He, P. Yang, C. Jia, Y. Miao, J. Zhao, Y. Du, Funct. Mater. Lett. 7, 1450064 (2014)CrossRef
34.
Zurück zum Zitat C.-S. Chou, R.-Y. Yang, C.-K. Yeh, Y.-J. Lin, Powder Technol. 194, 95–105 (2009)CrossRef C.-S. Chou, R.-Y. Yang, C.-K. Yeh, Y.-J. Lin, Powder Technol. 194, 95–105 (2009)CrossRef
35.
36.
Zurück zum Zitat A.E. Shalan, M.M. Rashad, Y. Yu, M. Lira-Cantu, M.S.A. Abdel-Mottaleb, Electrochim. Acta 89, 469–478 (2013)CrossRef A.E. Shalan, M.M. Rashad, Y. Yu, M. Lira-Cantu, M.S.A. Abdel-Mottaleb, Electrochim. Acta 89, 469–478 (2013)CrossRef
Metadaten
Titel
The effects of gold colloid concentration on photoanode electrodes to enhance plasmonic dye-sensitized solar cells performance
verfasst von
Mohammed A. Al-Azawi
Noriah Bidin
Abdulrahman K. Ali
M. Bououdina
Publikationsdatum
01.08.2015
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 8/2015
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-015-3214-x

Weitere Artikel der Ausgabe 8/2015

Journal of Materials Science: Materials in Electronics 8/2015 Zur Ausgabe

Neuer Inhalt