Dye-sensitized solar cell

Alla fine del 1960 è stato scoperto che i coloranti organici illuminati possono generare elettricità agli elettrodi di ossido nelle celle elettrochimiche. Nel tentativo di comprendere e simulare i processi primari nella fotosintesi il fenomeno è stato studiato presso l’Università della California a Berkeley con clorofilla estratta dagli spinaci (approccio bio-mimetico o bionico). Sulla base di tali esperimenti è stata dimostrata e discussa nel 1972 la generazione di energia elettrica tramite il principio DSSC (Dye Sensitization Solar Cell). L’instabilità della cella solare colorante è stata identificata come una sfida principale. La sua efficienza potrebbe, durante i successivi due decenni, essere migliorata ottimizzando la porosità dell’elettrodo preparato da polvere di ossido fine, ma l’instabilità è rimasta un problema.

Un moderno DSSC di tipo n, il tipo più comune di DSSC, è composto da uno strato poroso di nanoparticelle di biossido di titanio, ricoperto da un colorante molecolare che assorbe la luce solare, come la clorofilla nelle foglie verdi. Il biossido di titanio è immerso sotto una soluzione elettrolitica, sopra la quale si trova un catalizzatore a base di platino. Come in una batteria alcalina convenzionale, un anodo (il biossido di titanio) e un catodo (il platino) sono posti su entrambi i lati di un conduttore liquido (l’elettrolita).

Il principio di funzionamento dei DSSC di tipo n può essere riassunto in alcuni passaggi fondamentali. La luce solare passa attraverso l’elettrodo trasparente nello strato di colorante dove può eccitare elettroni che poi fluiscono nella banda di conduzione del semiconduttore di tipo n, tipicamente biossido di titanio. Gli elettroni dal biossido di titanio fluiscono quindi verso l’elettrodo trasparente dove vengono raccolti per alimentare un carico. Dopo aver attraversato il circuito esterno, vengono reintrodotti nella cella su un elettrodo metallico sul retro, noto anche come elettrodo contatore, e fluiscono nell’elettrolito. L’elettrolita trasporta quindi gli elettroni alle molecole del colorante e rigenera il colorante ossidato.

Il principio di funzionamento di base di cui sopra, è simile in un DSSC di tipo p, dove il semiconduttore sensibilizzato al colorante è di tipo p (tipicamente ossido di nichel). Tuttavia, invece di iniettare un elettrone nel semiconduttore, in un DSSC di tipo p, un foro scorre dal colorante nella banda di valenza del semiconduttore di tipo P.

Le celle solari sensibilizzate al colorante separano le due funzioni fornite dal silicio in un design tradizionale delle celle. Normalmente il silicio agisce sia come fonte di fotoelettroni, oltre a fornire il campo elettrico per separare le cariche e creare una corrente. Nella cella solare sensibilizzata al colorante, la maggior parte del semiconduttore viene utilizzata esclusivamente per il trasporto di carica, i fotoelettroni sono forniti da un colorante fotosensibile separato. La separazione della carica avviene sulle superfici tra il colorante, il semiconduttore e l’elettrolita.

Le molecole di colorante sono piuttosto piccole (dimensioni nanometriche), quindi per catturare una quantità ragionevole di luce in entrata lo strato di molecole di colorante deve essere reso abbastanza spesso, molto più spesso delle molecole stesse. Per affrontare questo problema, un nanomateriale viene utilizzato come impalcatura per contenere un gran numero di molecole di colorante in una matrice 3-D, aumentando il numero di molecole per ogni data superficie della cellula. Nei progetti esistenti, questa impalcatura è fornita dal materiale semiconduttore, che serve a doppio dovere.

Contatore elettrodo materialimodifica

Uno dei componenti più importanti di DSSC è il contatore elettrodo. Come detto prima, il contatore elettrodo è responsabile per la raccolta di elettroni dal circuito esterno e la loro introduzione di nuovo nell’elettrolita per catalizzare la reazione di riduzione della navetta redox, generalmente I3 – a I-. Pertanto, è importante che il contatore elettrodo non solo abbia un’elevata conduttività elettronica e capacità diffusiva, ma anche stabilità elettrochimica, elevata attività catalitica e struttura di banda appropriata. Il materiale più comune del contatore elettrodo attualmente utilizzato è il platino in DSSCs, ma non è sostenibile a causa dei suoi costi elevati e scarse risorse. Pertanto, molte ricerche si sono concentrate sulla scoperta di nuovi materiali ibridi e drogati in grado di sostituire il platino con prestazioni elettrocatalitiche comparabili o superiori. Una di queste categorie è ampiamente studiata comprende composti calcogeni di cobalto, nichel e ferro (CCNI), in particolare gli effetti della morfologia, della stechiometria e della sinergia sulle prestazioni risultanti. È stato trovato che oltre alla composizione elementare del materiale, questi tre parametri influenzano notevolmente l’efficienza dell’elettrodo contatore risultante. Naturalmente, ci sono una varietà di altri materiali attualmente in fase di ricerca, come i carboni altamente mesoporosi, i materiali a base di stagno, le nanostrutture d’oro e i nanocristalli a base di piombo. Tuttavia, la sezione seguente raccoglie una serie di sforzi di ricerca in corso in particolare relativi a CCNI per ottimizzare le prestazioni degli elettrodi del contatore DSSC.

MorfologiaEdit

Anche con la stessa composizione, la morfologia delle nanoparticelle che compongono il controelettrodo gioca un ruolo così fondamentale nel determinare l’efficienza del fotovoltaico complessivo. Poiché il potenziale elettrocatalitico di un materiale dipende fortemente dalla quantità di superficie disponibile per facilitare la diffusione e la riduzione delle specie redox, numerosi sforzi di ricerca sono stati focalizzati sulla comprensione e l’ottimizzazione della morfologia delle nanostrutture per gli elettrodi del contatore DSSC.

Nel 2017, Huang et al. utilizzato vari tensioattivi in una sintesi idrotermale assistita da microemulsione di cristalli compositi CoSe2/CoSeO3 per produrre nanocubi, nanorodi e nanoparticelle. Il confronto di queste tre morfologie ha rivelato che le nanoparticelle composite ibride, a causa della maggiore superficie elettroattiva, avevano la più alta efficienza di conversione di potenza del 9,27%, addirittura superiore alla sua controparte di platino. Non solo, la morfologia delle nanoparticelle mostrava la più alta densità di corrente di picco e il più piccolo divario di potenziale tra i potenziali di picco anodico e catodico, implicando così la migliore capacità elettrocatalitica.

Con uno studio simile ma un sistema diverso, Du et al. nel 2017 ha determinato che l’ossido ternario di NiCo2O4 aveva la maggiore efficienza di conversione di potenza e capacità elettrocatalitica come nanoflowers rispetto ai nanorod o nanosheets. Du et al. si è reso conto che l’esplorazione di vari meccanismi di crescita che aiutano a sfruttare le più grandi aree di superficie attiva dei nanoflowers può fornire un’apertura per estendere le applicazioni DSSC ad altri campi.

Stechiometryedit

Naturalmente, la composizione del materiale utilizzato come controelettrodo è estremamente importante per creare un fotovoltaico funzionante, poiché le bande di energia di valenza e conduzione devono sovrapporsi a quelle delle specie di elettroliti redox per consentire un efficiente scambio di elettroni.

Nel 2018, Jin et al. preparato ternario nickel cobalto selenide (NixCoySe) film a vari rapporti stechiometrici di nichel e cobalto per capire il suo impatto sulle prestazioni delle cellule risultanti. Le leghe bimetalliche del cobalto e del nichel erano conosciute per avere conduzione elettronica eccezionale e stabilità, in modo da ottimizzare la sua stechiometria idealmente produrrebbe una prestazione più efficiente e stabile della cellula che le sue controparti singolarmente metalliche. Tale è il risultato che Jin et al. trovato, come Ni0. 12Co0.80Se ha raggiunto un’efficienza di conversione di potenza superiore (8,61%), un’impedenza di trasferimento di carica inferiore e una maggiore capacità elettrocatalitica rispetto alle controparti di platino e selenide binario.

SynergyEdit

Un’ultima area che è stata attivamente studiata è la sinergia di diversi materiali nel promuovere prestazioni elettroattive superiori. Sia attraverso vari materiali di trasporto di carica, specie elettrochimiche o morfologie, sfruttando la relazione sinergica tra materiali diversi ha aperto la strada a materiali ancora più nuovi controelettrodi.

Nel 2016, Lu et al. microparticelle di solfuro di nichel cobalto miscelate con nanoflakes di ossido di grafene ridotto (rGO) per creare il contatore elettrodo. Lu et al. scoperto non solo che l’rGO fungeva da co-catalizzatore nell’accelerare la riduzione del triioduro, ma anche che le microparticelle e l’rGO avevano un’interazione sinergica che diminuiva la resistenza al trasferimento di carica del sistema complessivo. Sebbene l’efficienza di questo sistema fosse leggermente inferiore rispetto al suo analogo al platino (efficienza del sistema NCS/rGO: 8,96%; efficienza del sistema Pt: 9,11%), ha fornito una piattaforma su cui è possibile condurre ulteriori ricerche.

ConstructionEdit

Nel caso del progetto originale di Grätzel e O’Regan, la cella ha 3 parti primarie. Sopra c’è un anodo trasparente fatto di biossido di stagno drogato con fluoro (SnO2:F) depositato sul retro di una piastra (tipicamente di vetro). Sul retro di questa piastra conduttiva c’è un sottile strato di biossido di titanio (TiO2), che si forma in una struttura altamente porosa con un’area superficiale estremamente elevata. Il (TiO2) è chimicamente legato da un processo chiamato sinterizzazione. TiO2 assorbe solo una piccola frazione dei fotoni solari (quelli nei raggi UV). La piastra viene quindi immersa in una miscela di un colorante fotosensibile rutenio-polipiridilico (chiamato anche sensibilizzatori molecolari) e un solvente. Dopo aver immerso il film nella soluzione colorante, un sottile strato di colorante viene lasciato legato covalentemente alla superficie del TiO2. Il legame è o un estere, chelante, o bidentato collegamento a ponte.

Una piastra separata viene quindi realizzata con un sottile strato di elettrolita ioduro distribuito su un foglio conduttivo, tipicamente metallo platino. Le due piastre vengono quindi unite e sigillate insieme per evitare che l’elettrolito perda. La costruzione è abbastanza semplice che ci sono kit hobby disponibili a mano-costruirli. Sebbene utilizzino una serie di materiali “avanzati”, questi sono economici rispetto al silicio necessario per le cellule normali perché non richiedono costose fasi di produzione. TiO2, ad esempio, è già ampiamente utilizzato come base di vernice.

Uno dei dispositivi DSSCs efficienti utilizza colorante molecolare a base di rutenio, ad esempio (N3), che è legato a un fotoanodo tramite parti di carbossilato. Il fotoanodo è costituito da un film spesso 12 µm di nanoparticelle TiO2 trasparenti di diametro 10-20 nm ricoperte da un film spesso 4 µm di particelle molto più grandi (diametro 400 nm) che disperdono i fotoni nel film trasparente. Il colorante eccitato inietta rapidamente un elettrone nel TiO2 dopo l’assorbimento della luce. L’elettrone iniettato si diffonde attraverso la rete di particelle sinterizzate da raccogliere sull’elettrodo di ossido conduttore trasparente (TCO) sul lato anteriore, mentre il colorante viene rigenerato tramite riduzione da una navetta redox, I3−/I−, disciolta in una soluzione. La diffusione della forma ossidata della navetta verso il contatore elettrodo completa il circuito.

Meccanismo di DSSCsEdit

I seguenti passaggi convertono in un convenzionale fotoni DSSC di tipo n (luce) in corrente:

L’efficienza di un DSSC dipende da quattro livelli di energia del componente: stato eccitato (circa LUMO) e lo stato del terreno (HOMO) del fotosensibilizzatore, il livello di Fermi del TiO2 elettrodo e il potenziale redox del mediatore (I−/I3−) nell’elettrolita.

Morfologia simile a nanoplantedit

In DSSC, gli elettrodi consistevano in nanoparticelle semiconduttive sinterizzate, principalmente TiO2 o ZnO. Questi DSSC nanoparticelle si basano sulla diffusione trap-limitata attraverso le nanoparticelle semiconduttori per il trasporto di elettroni. Ciò limita l’efficienza del dispositivo poiché è un meccanismo di trasporto lento. La ricombinazione è più probabile che si verifichi a lunghezze d’onda più lunghe della radiazione. Inoltre, la sinterizzazione delle nanoparticelle richiede una temperatura elevata di circa 450 ° C, che limita la fabbricazione di queste cellule a substrati solidi robusti e rigidi. È stato dimostrato che vi è un aumento dell’efficienza del DSSC, se l’elettrodo di nanoparticelle sinterizzate viene sostituito da un elettrodo appositamente progettato che possiede una morfologia esotica simile a nanoplant.

Operazionemodifica

In un DSSC convenzionale di tipo n, la luce solare entra nella cella attraverso il contatto superiore SnO2:F trasparente, colpendo il colorante sulla superficie del TiO2. I fotoni che colpiscono il colorante con energia sufficiente per essere assorbiti creano uno stato eccitato del colorante, da cui un elettrone può essere “iniettato” direttamente nella banda di conduzione del TiO2. Da lì si muove per diffusione (come risultato di un gradiente di concentrazione di elettroni) all’anodo chiaro in cima.

Nel frattempo, la molecola colorante ha perso un elettrone e la molecola si decompone se non viene fornito un altro elettrone. Il colorante strisce uno da ioduro in elettrolita sotto il TiO2, ossidandolo in triioduro. Questa reazione si verifica abbastanza rapidamente rispetto al tempo necessario per l’elettrone iniettato per ricombinare con la molecola colorante ossidata, impedendo questa reazione di ricombinazione che avrebbe effettivamente cortocircuitare la cella solare.

Il triioduro recupera quindi il suo elettrone mancante diffondendosi meccanicamente sul fondo della cella, dove il contatore elettrodo reintroduce gli elettroni dopo aver attraversato il circuito esterno.

EfficiencyEdit

Diverse misure importanti sono utilizzate per caratterizzare le celle solari. Il più ovvio è la quantità totale di energia elettrica prodotta per una data quantità di energia solare che brilla sulla cella. Espresso in percentuale, questo è noto come l’efficienza di conversione solare. L’energia elettrica è il prodotto di corrente e tensione, quindi i valori massimi per queste misurazioni sono importanti, rispettivamente Jsc e Voc. Infine, per comprendere la fisica sottostante, l ‘ “efficienza quantistica” viene utilizzata per confrontare la possibilità che un fotone (di una particolare energia) crei un elettrone.

In termini di efficienza quantistica, i DSSC sono estremamente efficienti. A causa della loro” profondità ” nella nanostruttura c’è una probabilità molto alta che un fotone venga assorbito, e i coloranti sono molto efficaci nel convertirli in elettroni. La maggior parte delle piccole perdite che esistono nei DSSC sono dovute a perdite di conduzione nel TiO2 e nell’elettrodo chiaro o perdite ottiche nell’elettrodo anteriore. L’efficienza quantistica complessiva per la luce verde è di circa il 90%, con il 10% “perso” in gran parte rappresentato dalle perdite ottiche nell’elettrodo superiore. L’efficienza quantistica dei disegni tradizionali variano, a seconda del loro spessore, ma sono circa lo stesso come il DSSC.

In teoria, la tensione massima generata da tale cella è semplicemente la differenza tra il livello (quasi)di Fermi del TiO2 e il potenziale redox dell’elettrolita, circa 0,7 V in condizioni di illuminazione solare (Voc). Cioè, se un DSSC illuminato è collegato a un voltmetro in un “circuito aperto”, leggerebbe circa 0,7 V. In termini di tensione, i DSSC offrono Voc leggermente più alti del silicio, circa 0,7 V rispetto a 0,6 V. Questa è una differenza abbastanza piccola, quindi le differenze del mondo reale sono dominate dalla produzione corrente, Jsc.

Sebbene il colorante sia altamente efficiente nel convertire i fotoni assorbiti in elettroni liberi nel TiO2, solo i fotoni assorbiti dal colorante alla fine producono corrente. Il tasso di assorbimento del fotone dipende dallo spettro di assorbimento dello strato sensibilizzato TiO2 e dallo spettro del flusso solare. La sovrapposizione tra questi due spettri determina la massima fotocorrente possibile. Le molecole di colorante utilizzate in genere hanno generalmente un assorbimento più scarso nella parte rossa dello spettro rispetto al silicio, il che significa che meno fotoni nella luce solare sono utilizzabili per la generazione corrente. Questi fattori limitano la corrente generata da un DSSC, per confronto, una cella solare tradizionale a base di silicio offre circa 35 ma/cm2, mentre le DSSC attuali offrono circa 20 Ma/cm2.

L’efficienza complessiva di conversione della potenza di picco per DSSCS correnti è di circa l ‘ 11%. Il record attuale per i prototipi si trova al 15%.

degradazionemodifica

I DSSC si degradano se esposti alle radiazioni ultraviolette. Nel 2014 l’infiltrazione d’aria dello strato amorfo Spiro-MeOTAD hole-transport comunemente usato è stata identificata come la causa primaria della degradazione, piuttosto che dell’ossidazione. Il danno potrebbe essere evitato con l’aggiunta di una barriera appropriata.

Lo strato barriera può includere stabilizzanti UV e/o cromofori luminescenti assorbenti UV (che emettono a lunghezze d’onda più lunghe che possono essere riassorbite dal colorante) e antiossidanti per proteggere e migliorare l’efficienza della cellula.

Vantaggiedit

Le DSSC sono attualmente la tecnologia solare di terza generazione (2005 Basic Research Solar Energy Utilization 16) più efficiente disponibile. Altre tecnologie a film sottile sono tipicamente tra il 5% e il 13% e i tradizionali pannelli di silicio commerciali a basso costo operano tra il 14% e il 17%. Ciò rende le DSSC attraenti in sostituzione delle tecnologie esistenti in applicazioni a “bassa densità” come i collettori solari sul tetto, dove la robustezza meccanica e la leggerezza del collettore senza vetro sono un vantaggio importante. Potrebbero non essere così attraenti per implementazioni su larga scala in cui le celle ad alta efficienza a costi più elevati sono più vitali, ma anche piccoli aumenti dell’efficienza di conversione DSSC potrebbero renderli adatti anche per alcuni di questi ruoli.

C’è un’altra area in cui i DSSC sono particolarmente attraenti. Il processo di iniezione di un elettrone direttamente nel TiO2 è qualitativamente diverso da quello che si verifica in una cella tradizionale, dove l’elettrone è “promosso” all’interno del cristallo originale. In teoria, dato bassi tassi di produzione, l’elettrone ad alta energia nel silicio potrebbe ri-combinarsi con il proprio buco, emettendo un fotone (o altra forma di energia) che non si traduce in corrente generata. Anche se questo caso particolare potrebbe non essere comune, è abbastanza facile per un elettrone generato da un altro atomo combinarsi con un buco lasciato in una precedente fotoeccitazione.

In confronto, il processo di iniezione utilizzato nel DSSC non introduce un foro nel TiO2, solo un elettrone in più. Sebbene sia energeticamente possibile che l’elettrone ricombini nuovamente nel colorante, la velocità con cui ciò si verifica è piuttosto lenta rispetto alla velocità con cui il colorante riacquista un elettrone dall’elettrolita circostante. La ricombinazione direttamente dal TiO2 alle specie nell’elettrolita è anche possibile anche se, ancora una volta, per i dispositivi ottimizzati questa reazione è piuttosto lenta. Al contrario, il trasferimento di elettroni dall’elettrodo rivestito di platino alle specie nell’elettrolita è necessariamente molto veloce.

Come risultato di queste favorevoli “cinetiche differenziali”, i DSSC funzionano anche in condizioni di scarsa illuminazione. I DSSC sono quindi in grado di lavorare sotto cieli nuvolosi e luce solare non diretta, mentre i disegni tradizionali subirebbero un “ritaglio” a un limite inferiore di illuminazione, quando la mobilità del vettore di carica è bassa e la ricombinazione diventa un problema importante. Il taglio è così basso che vengono persino proposti per uso interno, raccogliendo energia per piccoli dispositivi dalle luci della casa.

Un vantaggio pratico che i DSSC condividono con la maggior parte delle tecnologie a film sottile, è che la robustezza meccanica della cella porta indirettamente a maggiori efficienze a temperature più elevate. In qualsiasi semiconduttore, l’aumento della temperatura promuoverà alcuni elettroni nella banda di conduzione “meccanicamente”. La fragilità delle celle di silicio tradizionali richiede che siano protette dagli elementi, in genere racchiudendole in una scatola di vetro simile a una serra, con un supporto metallico per la resistenza. Tali sistemi subiscono notevoli diminuzioni di efficienza man mano che le cellule si riscaldano internamente. DSSCs sono normalmente costruiti con solo un sottile strato di plastica conduttiva sullo strato anteriore, permettendo loro di irradiare via il calore molto più facile, e quindi operare a temperature interne più basse.

SVANTAGGI

Il principale svantaggio del design DSSC è l’uso dell’elettrolita liquido, che ha problemi di stabilità della temperatura. A basse temperature l’elettrolita può congelare, arrestando la produzione di energia e potenzialmente portando a danni fisici. Temperature più elevate causano l’espansione del liquido, rendendo la sigillatura dei pannelli un problema serio. Un altro svantaggio è che per produrre un DSSC sono necessari costosi rutenio (colorante), platino (catalizzatore) e vetro conduttore o plastica (contatto). Un terzo grave inconveniente è che la soluzione elettrolitica contiene composti organici volatili (o COV), solventi che devono essere accuratamente sigillati in quanto pericolosi per la salute umana e l’ambiente. Questo, insieme al fatto che i solventi permeano la plastica, ha precluso l’applicazione esterna su larga scala e l’integrazione in una struttura flessibile.

Sostituire l’elettrolita liquido con un solido è stato un importante campo di ricerca in corso. Recenti esperimenti con sali fusi solidificati hanno mostrato qualche promessa, ma attualmente soffrono di una maggiore degradazione durante il funzionamento continuato e non sono flessibili.

Fotocatodi e celle tandem

Le celle solari sensibilizzate al colorante funzionano come un fotoanodo (n-DSC), dove la fotocorrente deriva dall’iniezione di elettroni da parte del colorante sensibilizzato. I fotocatodi (p-DSC) operano in modo inverso rispetto al convenzionale n-DSC, dove l’eccitazione del colorante è seguita da un rapido trasferimento di elettroni da un semiconduttore di tipo p al colorante (iniezione di fori sensibilizzati al colorante, invece dell’iniezione di elettroni). Tali p-DSC e n-DSC possono essere combinati per costruire celle solari tandem (pn-DSC) e l’efficienza teorica dei DSC tandem è ben oltre quella dei DSC a giunzione singola.

Una cella tandem standard è costituita da un n-DSC e un p-DSC in una semplice configurazione a sandwich con uno strato intermedio di elettrolita. n-DSC e p-DSC sono collegati in serie, il che implica che la fotocorrente risultante sarà controllata dal fotoelettrodo più debole, mentre i fotovoltaici sono additivi. Pertanto, la corrispondenza delle fotocorrenti è molto importante per la costruzione di pn-DSC tandem altamente efficienti. Tuttavia, a differenza degli n-DSC, la ricombinazione rapida della carica dopo l’iniezione del foro sensibilizzato al colorante di solito ha comportato basse fotocorrenti in p-DSC e quindi ha ostacolato l’efficienza del dispositivo complessivo.

I ricercatori hanno scoperto che l’utilizzo di coloranti comprendenti un perilenemonoimide (PMI) come accettore e un oligotiofene accoppiato a trifenilammina come donatore migliora notevolmente le prestazioni del p-DSC riducendo il tasso di ricombinazione della carica dopo l’iniezione del foro sensibilizzato al colorante. I ricercatori hanno costruito un dispositivo DSC tandem con NiO sul lato p-DSC e TiO2 sul lato n-DSC. La corrispondenza delle fotocorrenti è stata ottenuta attraverso la regolazione degli spessori del film NIO e TiO2 per controllare gli assorbimenti ottici e quindi abbinare le fotocorrenti di entrambi gli elettrodi. L’efficienza di conversione energetica del dispositivo è dell ‘ 1,91%, che supera l’efficienza dei suoi singoli componenti, ma è ancora molto inferiore a quella dei dispositivi n-DSC ad alte prestazioni (6% -11%). I risultati sono ancora promettenti dal momento che il tandem DSC era di per sé rudimentale. Il notevole miglioramento delle prestazioni in p-DSC può alla fine portare a dispositivi tandem con un’efficienza molto maggiore rispetto ai soli n-DSC.

Come accennato in precedenza, l’utilizzo di un elettrolita allo stato solido ha diversi vantaggi rispetto a un sistema liquido (come assenza di perdite e trasporto di carica più rapido), che è stato realizzato anche per fotocatodi sensibilizzati al colorante. Utilizzando materiali di trasporto di elettroni come PCBM, TiO2 e ZnO al posto del convenzionale elettrolita di coppia redox liquido, i ricercatori sono riusciti a fabbricare p-DSC a stato solido (p-ssDSCs), mirando a celle solari sensibilizzate con colorante tandem a stato solido, che hanno il potenziale per ottenere un fotovoltaico molto maggiore rispetto a un dispositivo tandem liquido.