journal article·2013-11-27

2,6-Bis(1-methylbenzimidazol-2-yl)pyridine: A New Ancillary Ligand for Efficient Thiocyanate-Free Ruthenium Sensitizer in Dye-Sensitized Solar Cell Applications

Surya Prakash Singh, K. S. V. Gupta, M. Chandrasekharam, Ashraful Islam, Liyuan Han, Shinpei Yoshikawa, Masa-aki Haga, M. S. Roy, G. D. Sharma

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Abstract

We have designed and synthesized a new thiocyante-free ruthenium complex containing 2,6-bis(1-methylbenzimidazol-2-yl)pyridine, coded as SPS-G3, and it has been used as an efficient photosensitizer for dye-sensitized solar cells (DSSCs). Upon sensitization of SPS-G3 on nanocrystalline TiO2 film, the DSSC test cell yielded a large short-circuit photocurrent (16.15 mA cm(-2)), an open circuit voltage of 0.52 V, and a fill factor (FF) of 0.72, resulting in an overall power conversion efficiency (PCE) of 6.04% under simulated AM 1.5 solar irradiation (100 mW cm(-2)). DSSCs were prepared by adding various concentrations of multiwall carbon nanotubes (MWCNTs) (up to 0.5 wt %) into the TiO2 nanoparticles. Optimization of MWCNT concentration (0.3 wt %) lead to PCE values as high as 7.76%, while the test cells employing pure TiO2 photoanode obtained an efficiency of 6.04%. The results indicate that the PCE of MWCNTs/TiO2 composite DSSCs are dependent on the quantity of MWCNTs loading on the photoanodes. A small amount (0.3 wt %) clearly enhances the PCE of DSSC, while the excessive MWCNT loading lowers the photovoltaic performance of the DSSC. The increase in the PCE has been attributed to the decrease in charge-transport resistance, charge-transport time, and electron lifetime, which are estimated from electrochemical impedance spectra.
Source: openalex_inverted_index · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: TiO2 Photocatalysis and Solar Cells · Advanced Photocatalysis Techniques · Polyoxometalates: Synthesis and Applications

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

Inorganic & Physical Chemistry Division, CSIR-Indian Institute of Chemical Technology, Uppal Road, Tarnaka 500607, Hyderabad, India

Photovoltaic Materials Unit, National Institute for Materials Science, 1-2-1 Sengen, Tsukuba, Ibaraki 305-0047, Japan

Department of Applied Chemistry, Faculty of Science and Engineering, Chuo University, 1-13-27 Kasuga, Bunkyo-ku 112-8551, Tokyo, Japan

Defence Laboratory, Jodhpur 342011, Rajasthan, India

R&D Center for Engineering and Science, JEC Group of Colleges, Jaipur Engineering College, Kukas, Jaipur 303101, Rajasthan, India

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