Tandem dye-sensitized solar cell for improved power conversion efficiencies

Abstract

The power conversion efficiency of dye-sensitized solar cells crucially depends on the ability of the sensitizer to absorb light in a broad range of the solar spectrum. In order to increase this range of absorption, a tandem structure with two different sensitizer dyes in two different compartments of the cell, respectively, was realized. Overall power conversion efficiencies as high as η=10.5% and short circuit current densities of JSC=21.1 mA/cm2 were achieved under air mass 1.5 illumination with red dye and black dye in the upper and lower compartment of the cell, respectively.

The advent of mesoscopic injection solar cells

“…Several previous publications have dealt with the use of stacked DSC configurations where two dyes absorbing different parts of the solar spectrum were employed as sensitizers. [10][11][12][13][14] We demonstrated recently that a tandem device comprising a DSC as a top cell for high energy photons and a copper indium gallium selenide (CIGS) thin film bottom cell capturing the red and near IR solar emission produces AM 1Á5 solar to electric conversion efficiencies greater than 15% without any significant efforts to optimize current matching and minimize optical losses. 15 Figure 5 shows the J-V curve obtained under AM-1Á5 for one of the first embodiments of a two-terminal tandem device.…”

Новые Типы Тандемных Фотопреобразователей На Основе Сенсибилизированных И Перовскитных Солнечных Элементов С Центральным Противоэлектродом

“…Увеличение эффективности DSC возможно за счет использования комбинации сенсибилизаторов с различными оптическими характеристиками [7,8]. Один из наиболее перспективных путей повышения эффективности заключается в применении тандемных солнечных элементов (ТСЭ), которые сочетают DSC, преобразующие различные взаимодополняющие области солнечного спектра [9,10]. Оп-тимизировать эффективность ТСЭ типа DSC/DSC можно посредством варьирования толщины активных слоев нижней и верхней ячеек, а также за счет применения различных схем электрического соединения, включая использование трехконтактной схемы с центральным противо-электродом [10].…”

“…Один из наиболее перспективных путей повышения эффективности заключается в применении тандемных солнечных элементов (ТСЭ), которые сочетают DSC, преобразующие различные взаимодополняющие области солнечного спектра [9,10]. Оп-тимизировать эффективность ТСЭ типа DSC/DSC можно посредством варьирования толщины активных слоев нижней и верхней ячеек, а также за счет применения различных схем электрического соединения, включая использование трехконтактной схемы с центральным противо-электродом [10]. Значительный прогресс в поиске новых материалов для DSC был достигнут, когда в качестве сенсибилизаторов были использо-ваны соединения на основе перовскитов, таких как CH 3 NH 3 PbI 3 [11].…”

Двухконтактные тандемные солнечные элементы DSC/c-Si: оптимизация параметров фотоэлектрода на основе диоксида титана

“…Реализация простой схемы тандем-ного солнечного элемента (ТСЭ) на основе сочетания двух типов DSC с взаимодополняющими спектрами по-глощения привела к несущественному повышению кпд элемента [10]. Более успешной оказалась идея создания ТСЭ, где DSC использовался в качестве верхнего СЭ в сочетании с нижним СЭ на основе СIGS [11].…”