la sfârșitul anilor 1960 s-a descoperit că coloranții organici iluminați pot genera electricitate la electrozii de oxid din celulele electrochimice. Într-un efort de a înțelege și simula procesele primare în fotosinteză, fenomenul a fost studiat la Universitatea din California din Berkeley cu clorofilă extrasă din spanac (abordare bio-mimetică sau bionică). Pe baza unor astfel de experimente, generarea de energie electrică prin principiul celulei solare de sensibilizare a colorantului (DSSC) a fost demonstrată și discutată în 1972. Instabilitatea celulei solare colorante a fost identificată ca o provocare principală. Eficiența sa ar putea fi îmbunătățită, în următoarele două decenii, prin optimizarea porozității electrodului preparat din pulbere de oxid fin, dar instabilitatea a rămas o problemă.un DSSC modern de tip N, cel mai comun tip de DSSC, este compus dintr-un strat poros de nanoparticule de dioxid de titan, acoperit cu un colorant molecular care absoarbe lumina soarelui, precum clorofila din frunzele verzi. Dioxidul de titan este scufundat sub o soluție de electroliți, deasupra căreia este un catalizator pe bază de platină. Ca și într-o baterie alcalină convențională, un anod (dioxidul de titan) și un catod (platina) sunt plasate pe ambele părți ale unui conductor lichid (electrolitul).
principiul de lucru pentru DSSC-urile de tip N poate fi rezumat în câțiva pași de bază. Lumina soarelui trece prin electrodul transparent în stratul de colorant unde poate excita electronii care apoi curg în banda de conducere a semiconductorului de tip N, de obicei dioxid de titan. Electronii din dioxidul de titan curg apoi spre electrodul transparent unde sunt colectați pentru alimentarea unei sarcini. După ce curg prin circuitul extern, acestea sunt reintroduse în celulă pe un electrod metalic din spate, cunoscut și sub numele de contraelectrod, și curg în electrolit. Electrolitul transportă apoi electronii înapoi la moleculele de colorant și regenerează colorantul oxidat.
principiul de funcționare de bază de mai sus este similar într-un DSSC de tip p, unde semiconductorul sensibilizat la colorant este de tip p (de obicei oxid de nichel). Cu toate acestea, în loc să injecteze un electron în semiconductor, într-un DSSC de tip p, o gaură curge din colorant în banda de valență a semiconductorului de tip P.
celulele solare sensibilizate la coloranți separă cele două funcții furnizate de siliciu într-un design tradițional de celule. În mod normal, siliciul acționează atât ca sursă de fotoelectroni, cât și ca sursă de câmp electric pentru a separa sarcinile și a crea un curent. În celula solară sensibilizată la colorant, cea mai mare parte a semiconductorului este utilizată exclusiv pentru transportul de încărcare, fotoelectronii sunt furnizați dintr-un colorant fotosensibil separat. Separarea sarcinii are loc la suprafețele dintre colorant, semiconductor și electrolit.
moleculele de colorant sunt destul de mici (de dimensiuni nanometrice), astfel încât, pentru a capta o cantitate rezonabilă de lumină care intră, stratul de molecule de colorant trebuie să fie destul de gros, mult mai gros decât moleculele în sine. Pentru a rezolva această problemă, un nanomaterial este utilizat ca o schelă pentru a ține un număr mare de molecule de colorant într-o matrice 3-D, crescând numărul de molecule pentru orice suprafață dată a celulei. În proiectele existente, această schelă este asigurată de materialul semiconductor, care servește dublu.
materiale contra Electrodeedit
una dintre cele mai importante componente ale DSSC este electrodul contra. După cum sa menționat anterior, contra electrodul este responsabil pentru colectarea electronilor din circuitul extern și introducerea lor înapoi în electrolit pentru a cataliza reacția de reducere a navetei redox, în general I3 – la I-. Astfel, este important ca contra-electrodul să aibă nu numai conductivitate electronică ridicată și capacitate difuzivă, ci și stabilitate electrochimică, activitate catalitică ridicată și structură de bandă adecvată. Cel mai comun material contra electrod utilizat în prezent este platina în DSSCs, dar nu este durabil datorită costurilor ridicate și resurselor limitate. Astfel, multe cercetări s-au concentrat spre descoperirea de noi materiale hibride și dopate care pot înlocui platina cu performanțe electrocatalitice comparabile sau superioare. O astfel de categorie studiată pe scară largă include compuși calcogeni de cobalt, nichel și fier (CCNI), în special efectele morfologiei, stoichiometriei și sinergiei asupra performanței rezultate. S-a constatat că, în plus față de compoziția elementară a materialului, acești trei parametri au un impact foarte mare asupra eficienței electrodului contra rezultat. Desigur, există o varietate de alte materiale în curs de cercetare, cum ar fi carbonii foarte mezoporoși, materialele pe bază de staniu, nanostructurile de aur, precum și nanocristalele pe bază de plumb. Cu toate acestea, următoarea secțiune compilează o varietate de eforturi de cercetare în curs legate în mod specific de CCNI în vederea optimizării performanței electrodului de contor DSSC.
Morfologieedit
chiar și cu aceeași compoziție, morfologia nanoparticulelor care alcătuiesc contra-electrodul joacă un rol atât de integral în determinarea eficienței fotovoltaice globale. Deoarece potențialul electrocatalitic al unui material depinde în mare măsură de cantitatea de suprafață disponibilă pentru a facilita difuzia și reducerea speciilor redox, numeroase eforturi de cercetare s-au concentrat spre înțelegerea și optimizarea morfologiei nanostructurilor pentru CONTRAELECTROZII DSSC.
în 2017, Huang și colab. a utilizat diferiți agenți tensioactivi într-o sinteză hidrotermală asistată de microemulsie a cristalelor compozite CoSe2/CoSeO3 pentru a produce nanocuburi, nanorode și nanoparticule. Comparația acestor trei morfologii a arătat că nanoparticulele compozite hibride, datorită faptului că au cea mai mare suprafață electroactivă, au avut cea mai mare eficiență de conversie a puterii de 9,27%, chiar mai mare decât omologul său de platină. Nu numai că, morfologia nanoparticulelor a afișat cea mai mare densitate de curent de vârf și cel mai mic decalaj potențial între potențialul de vârf anodic și catodic, implicând astfel cea mai bună capacitate electrocatalitică.
cu un studiu similar, dar un sistem diferit, Du și colab. în 2017 a stabilit că oxidul ternar al NiCo2O4 a avut cea mai mare eficiență de conversie a puterii și capacitatea electrocatalitică ca nanoflori în comparație cu nanorodii sau nanosheets. Du și colab. și-a dat seama că explorarea diferitelor mecanisme de creștere care ajută la exploatarea suprafețelor active mai mari ale nanoflorilor poate oferi o deschidere pentru extinderea aplicațiilor DSSC în alte domenii.
StoichiometryEdit
desigur, compoziția materialului care este utilizat ca electrod contra este extrem de importantă pentru crearea unui fotovoltaic de lucru, deoarece benzile de valență și energie de conducere trebuie să se suprapună cu cele ale speciilor de electroliți redox pentru a permite schimbul eficient de electroni.
în 2018, Jin și colab. se prepară pelicule de selenură de nichel cobalt ternar (NixCoySe) la diferite rapoarte stoichiometrice de nichel și cobalt pentru a înțelege impactul său asupra performanței celulare rezultate. Aliajele bimetalice de nichel și cobalt erau cunoscute ca având o conducere și o stabilitate remarcabilă a electronilor, astfel încât optimizarea stoichiometriei sale ar produce în mod ideal o performanță celulară mai eficientă și mai stabilă decât omologii săi metalici. Acesta este rezultatul pe care Jin și colab. s-a găsit, deoarece Ni0.12co0.80se a obținut o eficiență superioară de conversie a puterii (8,61%), o impedanță de transfer de sarcină mai mică și o capacitate electrocatalitică mai mare decât omologii săi de platină și selenură binară.
SynergyEdit
un ultim domeniu care a fost studiat în mod activ este sinergia diferitelor materiale în promovarea performanțelor electroactive superioare. Fie prin diferite materiale de transport de sarcină, specii electrochimice sau morfologii, exploatarea relației sinergetice dintre diferite materiale a deschis calea pentru materiale contra electrod chiar mai noi.
în 2016, Lu și colab. microparticule mixte de sulfură de nichel cobalt cu nanoflacuri reduse de oxid de grafen (rGO) pentru a crea contraelectrodul. Lu și colab. a descoperit nu numai că rGO a acționat ca un co-catalizator în accelerarea reducerii triiodidei, dar și că microparticulele și rGO au avut o interacțiune sinergică care a scăzut rezistența la transferul de sarcină a sistemului general. Deși eficiența acestui sistem a fost ușor mai mică decât analogul său platinum (eficiența sistemului NCS/rGO: 8,96%; eficiența sistemului Pt: 9,11%), acesta a oferit o platformă pe care pot fi efectuate cercetări suplimentare.
ConstructionEdit
în cazul gr originale de proiectare și O ‘ Regan, celula are 3 părți primare. Deasupra este un anod transparent format din dioxid de staniu dopat cu fluor (SnO2:F) depus pe spatele unei plăci (de obicei din sticlă). Pe spatele acestei plăci conductoare se află un strat subțire de dioxid de titan (TiO2), care se formează într-o structură foarte poroasă, cu o suprafață extrem de ridicată. (TiO2) este legat chimic printr-un proces numit sinterizare. TiO2 absoarbe doar o mică parte din fotonii solari (cei din UV). Placa este apoi imersată într-un amestec de colorant fotosensibil ruteniu-polipiridil (numit și sensibilizatori moleculari) și un solvent. După înmuierea filmului în soluția de colorant, un strat subțire de colorant este lăsat covalent legat de suprafața TiO2. Legătura este fie un ester, chelare, sau bidentate legătură punte.
o placă separată este apoi realizată cu un strat subțire de electrolit de iodură răspândit pe o foaie conductivă, de obicei metal de platină. Cele două plăci sunt apoi îmbinate și sigilate împreună pentru a preveni scurgerea electrolitului. Construcția este destul de simplă încât există kituri de hobby disponibile pentru a le construi manual. Deși folosesc o serie de materiale” avansate”, acestea sunt ieftine în comparație cu siliciul necesar celulelor normale, deoarece nu necesită pași de fabricație scumpi. TiO2, de exemplu, este deja utilizat pe scară largă ca bază de vopsea.
unul dintre dispozitivele DSSCs eficiente utilizează colorant molecular pe bază de ruteniu, de exemplu (N3), care este legat de un fotoanod prin fragmente carboxilate. Fotoanodul este format din folie de 12 mm grosime de nanoparticule transparente de 10-20 nm diametru TiO2 acoperite cu o peliculă de 4 mm grosime de particule mult mai mari (400 nm diametru) care împrăștie fotonii înapoi în pelicula transparentă. Colorantul excitat injectează rapid un electron în TiO2 după absorbția luminii. Electronul injectat difuzează prin rețeaua de particule sinterizate care trebuie colectată la electrodul de oxid conductor transparent (TCO) din față, în timp ce colorantul este regenerat prin reducere printr−o navetă redox, I3−/I -, dizolvată într-o soluție. Difuzia formei oxidate a navetei la contra-electrodul completează circuitul.
mecanismul DSSCsEdit
următorii pași convertesc într-un tip N convențional fotoni DSSC (lumină) la curent:
- fotonul incident este absorbit de fotosensibilizator (de ex. Ru complex) adsorbit pe suprafața TiO2.
- fotosensibilizatorii sunt excitați de la starea de bază la starea excitată (e). Electronii excitați sunt injectați în banda de conducere a electrodului TiO2. Aceasta are ca rezultat oxidarea fotosensibilizatorului (s+).
S + hν → S∗(1)
S ⋅ → TiO 2 S + + e − {\displaystyle {\ce {S^{.}->{S+}+e-}}}(2)
- electronii injectați în banda de conducere a TiO2 sunt transportați între nanoparticule de TiO2 cu difuzie spre contactul din spate (TCO). Și electronii ajung în cele din urmă la contraelectrod prin circuit.
- fotosensibilizatorul oxidat (s+) acceptă electroni de la mediatorul redox, de obicei mediatorul redox I− ion, ducând la regenerarea stării Fundamentale (s) și doi ioni I− sunt oxidați la iodul elementar care reacționează cu I−la starea oxidată, I3 -.
S+ + e− → S(3)
- mediatorul redox oxidat, I3−, difuzează spre contor electrod și apoi este redus la I− ioni.
I3− + 2 e− → 3 I−(4)
eficiența unui DSSC depinde de patru niveluri de energie ale componentei: starea excitată (aproximativ lumo) și starea de bază (homo) a fotosensibilizatorului, nivelul fermi al electrodului TiO2 și potențialul redox al mediatorului (i−/i3−) în electrolit.
morfologie asemănătoare Nanoplanteiedit
în DSSC, electrozii constau din nanoparticule semiconductoare sinterizate, în principal TiO2 sau ZnO. Aceste DSSC-uri de nanoparticule se bazează pe difuzia limitată de capcană prin nanoparticulele semiconductoare pentru transportul electronilor. Acest lucru limitează eficiența dispozitivului, deoarece este un mecanism de transport lent. Recombinarea este mai probabil să apară la lungimi de undă mai mari ale radiației. Mai mult decât atât, sinterizarea nanoparticulelor necesită o temperatură ridicată de aproximativ 450 C, ceea ce restricționează fabricarea acestor celule la substraturi solide robuste și rigide. S-a dovedit că există o creștere a eficienței DSSC, dacă electrodul de nanoparticule sinterizate este înlocuit cu un electrod special conceput care posedă o morfologie exotică de tip nanoplant.
OperationEdit
într-un DSSC convențional de tip N, lumina soarelui intră în celulă prin contactul superior transparent SnO2:F, lovind vopseaua de pe suprafața TiO2. Fotonii care lovesc colorantul cu suficientă energie pentru a fi absorbiți creează o stare excitată a colorantului, din care un electron poate fi „injectat” direct în banda de conducere a TiO2. De acolo se mișcă prin difuzie (ca urmare a unui gradient de concentrație de electroni) până la anodul clar din partea de sus.
între timp, molecula de colorant a pierdut un electron și molecula se va descompune dacă nu este furnizat un alt electron. Colorantul elimină unul din iodură în electrolit sub TiO2, oxidându-l în triiodură. Această reacție apare destul de repede în comparație cu timpul necesar pentru ca electronul injectat să se recombine cu molecula de colorant oxidat, prevenind această reacție de recombinare care ar scurtcircuita efectiv celula solară.
triiodida își recuperează apoi electronul lipsă difuzându-se mecanic în partea inferioară a celulei, unde contraelectrodul reintroduce electronii după ce curge prin circuitul extern.
EfficiencyEdit
Mai multe măsuri importante sunt utilizate pentru a caracteriza celulele solare. Cea mai evidentă este cantitatea totală de energie electrică produsă pentru o anumită cantitate de energie solară care strălucește pe celulă. Exprimată ca procent, aceasta este cunoscută sub numele de eficiența conversiei solare. Energia electrică este produsul curentului și tensiunii, astfel încât valorile maxime pentru aceste măsurători sunt importante, de asemenea, Jsc și, respectiv, Voc. În cele din urmă, pentru a înțelege fizica de bază, „eficiența cuantică” este utilizată pentru a compara șansa ca un foton (al unei anumite energii) să creeze un electron.
în termeni de eficiență cuantică, DSSC-urile sunt extrem de eficiente. Datorită „adâncimii” lor în nanostructură există șanse foarte mari ca un foton să fie absorbit, iar coloranții sunt foarte eficienți în transformarea lor în electroni. Majoritatea pierderilor mici care există în DSSC se datorează pierderilor de conducere din TiO2 și electrodul clar sau pierderilor optice din electrodul frontal. Eficiența cuantică generală pentru lumina verde este de aproximativ 90%, 10% „pierdut” fiind în mare parte reprezentat de pierderile optice din electrodul superior. Eficiența cuantică a modelelor tradiționale variază, în funcție de grosimea lor, dar este aproximativ aceeași cu DSSC.
în teorie, tensiunea maximă generată de o astfel de celulă este pur și simplu diferența dintre nivelul (cvasi-)Fermi al TiO2 și potențialul redox al electrolitului, aproximativ 0,7 V în condiții de iluminare solară (Cov). Adică, dacă un DSSC iluminat este conectat la un voltmetru într-un „circuit deschis”, acesta ar citi aproximativ 0,7 V. În ceea ce privește tensiunea, DSSC-urile oferă Cov ușor mai mare decât siliciul, aproximativ 0,7 V comparativ cu 0,6 V. Aceasta este o diferență destul de mică, astfel încât diferențele din lumea reală sunt dominate de producția curentă, Jsc.
deși colorantul este extrem de eficient la transformarea fotonilor absorbiți în electroni liberi în TiO2, numai fotonii absorbiți de colorant produc în cele din urmă curent. Rata de absorbție a fotonilor depinde de spectrul de absorbție al stratului TiO2 sensibilizat și de spectrul fluxului solar. Suprapunerea dintre aceste două spectre determină fotocurentul maxim posibil. Moleculele de colorant utilizate în mod obișnuit au, în general, o absorbție mai slabă în partea roșie a spectrului în comparație cu siliciul, ceea ce înseamnă că mai puțini fotoni din lumina soarelui sunt utilizabili pentru generația actuală. Acești factori limitează curentul generat de un DSSC, pentru comparație, o celulă solară tradițională pe bază de siliciu oferă aproximativ 35 mA/cm2, în timp ce DSSC-urile actuale oferă aproximativ 20 mA/cm2.
eficiența globală de conversie a puterii de vârf pentru DSSC-urile actuale este de aproximativ 11%. Recordul actual pentru prototipuri este de 15%.
Degradareedit
DSSC-urile se degradează atunci când sunt expuse la radiații ultraviolete. În 2014 infiltrarea aerului a stratului amorf de transport al găurilor Spiro-MeOTAD utilizat în mod obișnuit a fost identificată ca fiind cauza principală a degradării, mai degrabă decât oxidarea. Daunele ar putea fi evitate prin adăugarea unei bariere adecvate.
stratul de barieră poate include stabilizatori UV și / sau cromofori luminiscenți absorbanți UV (care emit la lungimi de undă mai mari care pot fi reabsorbite de colorant) și antioxidanți pentru a proteja și îmbunătăți eficiența celulei.
Avantajedit
DSSC-urile sunt în prezent cea mai eficientă tehnologie solară de a treia generație (2005 cercetare de bază utilizarea energiei solare 16) disponibilă. Alte tehnologii cu film subțire sunt de obicei între 5% și 13%, iar panourile tradiționale din siliciu comercial cu costuri reduse funcționează între 14% și 17%. Acest lucru face ca DSSCs să fie atractiv ca înlocuitor al tehnologiilor existente în aplicații de „densitate scăzută”, cum ar fi colectoarele solare de pe acoperiș, unde robustețea mecanică și greutatea redusă a colectorului fără sticlă reprezintă un avantaj major. Este posibil să nu fie la fel de atractive pentru implementările la scară largă în care celulele cu eficiență mai mare cu costuri mai mari sunt mai viabile, dar chiar și creșteri mici ale eficienței conversiei DSSC le-ar putea face potrivite și pentru unele dintre aceste roluri.
există un alt domeniu în care DSSC-urile sunt deosebit de atractive. Procesul de injectare a unui electron direct în TiO2 este calitativ diferit de cel care apare într-o celulă tradițională, unde electronul este „promovat” în cristalul original. În teorie, având în vedere ratele scăzute de producție, electronul cu energie ridicată din siliciu s-ar putea re-combina cu propria gaură, degajând un foton (sau altă formă de energie) care nu are ca rezultat generarea curentului. Deși acest caz particular poate să nu fie obișnuit, este destul de ușor pentru un electron generat de un alt atom să se combine cu o gaură lăsată în urmă într-o fotoexcitație anterioară.
în comparație, procesul de injecție utilizat în DSSC nu introduce o gaură în TiO2, ci doar un electron suplimentar. Deși este posibil din punct de vedere energetic ca electronul să se recombine înapoi în colorant, rata la care se întâmplă acest lucru este destul de lentă în comparație cu rata în care colorantul recuperează un electron din electrolitul din jur. Recombinarea directă de la TiO2 la speciile din electrolit este, de asemenea, posibilă, deși, din nou, pentru dispozitivele optimizate, această reacție este destul de lentă. Dimpotrivă, transferul de electroni de la electrodul acoperit cu platină la speciile din electrolit este în mod necesar foarte rapid.
ca urmare a acestor „cinetici diferențiale” favorabile, DSSC-urile funcționează chiar și în condiții de lumină scăzută. Prin urmare, DSSC-urile sunt capabile să funcționeze sub cerul înnorat și lumina directă a soarelui, în timp ce modelele tradiționale ar suferi o „decupare” la o anumită limită inferioară de iluminare, atunci când mobilitatea purtătorului de sarcină este scăzută și recombinarea devine o problemă majoră. Cutoff-ul este atât de scăzut încât sunt chiar propuse pentru utilizare în interior, colectând energie pentru dispozitivele mici de la luminile din casă.
un avantaj practic pe care DSSC-urile îl împărtășesc cu majoritatea tehnologiilor cu film subțire este că robustețea mecanică a celulei duce indirect la eficiență mai mare la temperaturi mai ridicate. În orice semiconductor, creșterea temperaturii va promova unii electroni în banda de conducere”mecanic”. Fragilitatea celulelor tradiționale de siliciu necesită ca acestea să fie protejate de elemente, de obicei prin învelirea lor într-o cutie de sticlă similară cu o seră, cu un suport metalic pentru rezistență. Astfel de sisteme suferă scăderi vizibile ale eficienței pe măsură ce celulele se încălzesc intern. DSSC-urile sunt construite în mod normal doar cu un strat subțire de plastic conductiv pe stratul frontal, permițându-le să radieze căldura mult mai ușor și, prin urmare, să funcționeze la temperaturi interne mai scăzute.
Dezavantajedit
dezavantajul major al designului DSSC este utilizarea electrolitului lichid, care are probleme de stabilitate a temperaturii. La temperaturi scăzute, electrolitul poate îngheța, oprind producția de energie și poate duce la daune fizice. Temperaturile mai ridicate determină extinderea lichidului, făcând etanșarea panourilor o problemă serioasă. Un alt dezavantaj este că ruteniu costisitor (colorant), platină (catalizator) și sticlă conductoare sau plastic (contact) sunt necesare pentru a produce un DSSC. Un al treilea dezavantaj major este că soluția de electroliți conține compuși organici volatili (sau COV), solvenți care trebuie sigilați cu atenție, deoarece sunt periculoși pentru sănătatea umană și pentru mediu. Acest lucru, împreună cu faptul că solvenții pătrund în materiale plastice, a împiedicat aplicarea pe scară largă în aer liber și integrarea în structura flexibilă.
înlocuirea electrolitului lichid cu un solid a fost un domeniu major de cercetare. Experimentele recente care utilizează săruri topite solidificate au arătat unele promisiuni, dar în prezent suferă de o degradare mai mare în timpul funcționării continue și nu sunt flexibile.
Fotocatozi și celule tandemedit
celulele solare sensibilizate cu coloranți funcționează ca un fotoanod (n-DSC), unde fotocurentul rezultă din injectarea de electroni de către colorantul sensibilizat. Fotocatodii (p-DSC) funcționează într-un mod invers comparativ cu n-DSC convențional, unde excitația colorantului este urmată de transferul rapid de electroni de la un semiconductor de tip p la colorant (injecție de gaură sensibilizată la colorant, în loc de injecție de electroni). Astfel de p-DSC-uri și n-DSC-uri pot fi combinate pentru a construi celule solare tandem (PN-DSC-uri), iar eficiența teoretică a DSC-urilor tandem este cu mult peste cea a DSC-urilor cu o singură joncțiune.
o celulă tandem standard constă dintr-un n-DSC și un p-DSC într-o configurație sandwich simplă cu un strat intermediar de electroliți. n-DSC și p-DSC sunt conectate în serie, ceea ce implică faptul că fotocurentul rezultat va fi controlat de cel mai slab fotoelectrod, în timp ce fotovoluțiile sunt aditive. Astfel, potrivirea fotocurentului este foarte importantă pentru construirea unui tandem extrem de eficient PN-DSCs. Cu toate acestea, spre deosebire de n-DSCs, recombinarea rapidă a încărcării după injectarea găurilor sensibilizate la colorant a dus de obicei la fotocurenți scăzuți în p-DSC și, astfel, a împiedicat eficiența dispozitivului general.
cercetătorii au descoperit că utilizarea coloranților care conțin o perilenemonoimidă (PMI) ca acceptor și un oligotiofen cuplat la trifenilamină ca donator îmbunătățește foarte mult performanța p-DSC prin reducerea ratei de recombinare a sarcinii după injectarea găurilor sensibilizate la colorant. Cercetătorii au construit un dispozitiv tandem DSC cu NiO pe partea p-DSC și TiO2 pe partea n-DSC. Potrivirea fotocurentului a fost realizată prin ajustarea grosimilor filmului NiO și TiO2 pentru a controla absorbțiile optice și, prin urmare, pentru a se potrivi cu fotocurenții ambilor electrozi. Eficiența conversiei energetice a dispozitivului este de 1,91%, ceea ce depășește eficiența componentelor sale individuale, dar este încă mult mai mică decât cea a dispozitivelor n-DSC de înaltă performanță (6% -11%). Rezultatele sunt încă promițătoare, deoarece tandemul DSC a fost în sine rudimentar. Îmbunătățirea dramatică a performanței în p-DSC poate duce în cele din urmă la dispozitive tandem cu o eficiență mult mai mare decât n-DSC-urile singure.așa cum am menționat anterior, utilizarea unui electrolit în stare solidă are mai multe avantaje față de un sistem lichid (cum ar fi lipsa scurgerilor și transportul mai rapid al încărcării), care a fost realizat și pentru fotocatozi sensibilizați la coloranți. Folosind materiale de transport de electroni, cum ar fi PCBM, TiO2 și ZnO în locul electrolitului convențional de cuplu redox lichid, cercetătorii au reușit să fabrice p-DSC-uri în stare solidă (p-ssDSCs), vizând celule solare sensibilizate în tandem în stare solidă, care au potențialul de a obține fotovoluții mult mai mari decât un dispozitiv Tandem lichid.