Flexible dye-sensitized solar cells (FDSSCs) have promoted interest in plastic industries as they are lightweight, flexible, and mechanically robust to accelerate production and reduce cost. However, the plastic substrates have temperature limitations in producing the TiO2 photoanode and degrade the performance of FDSSC. The main reason for this degradation is the low charge transfer in the photoanode layer. Although there is plenty of research on low-temperature fabrication methods, they indirectly increase the operational cost. Therefore, a new approach is necessary for charge transfer improvement without affecting the temperature in a low-cost platform. In this study, we present a photoanode that improves the charge transfer by doping nickel (Ni) in the TiO2 layer. A low amount of Ni doping (15%) exhibited Rct >> Rt, indicating a high charge transport and low electron recombination rate (120.84 s−1). On the other hand, higher amount Ni doping (>> 45%) has Rct << Rt which deteriorates the performance of the cell by causing severe agglomeration issues, indicating a high electron recombination rate (369.75 s−1). Moreover, the high charge transfer in (TiO2)85-Ni15-based FDSSC facilitates the electron lifetime of the cell up to 8.28 ms. Therefore, an optimum doping of Ni in TiO2-based FDSSC is studied in this work.

中文翻译：

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TiO2 基柔性染料敏化太阳能电池中镍掺杂电荷转移的阻抗分析

柔性染料敏化太阳能电池 (FDSSC) 因其重量轻、柔韧且机械坚固以加速生产和降低成本而引起了人们对塑料行业的兴趣。然而，塑料基板在生产 TiO2 光阳极时具有温度限制，并且会降低 FDSSC 的性能。这种退化的主要原因是光阳极层中的低电荷转移。尽管对低温制造方法进行了大量研究，但它们间接增加了运营成本。因此，需要一种新方法来改善电荷转移而不影响低成本平台中的温度。在这项研究中，我们提出了一种通过在 TiO2 层中掺杂镍 (Ni) 来改善电荷转移的光阳极。少量的 Ni 掺杂 (15%) 表现出 Rct >> Rt，表明高电荷传输和低电子复合率（120.84 s-1）。另一方面，较高量的 Ni 掺杂 (>> 45%) 具有 Rct << Rt，这会导致严重的团聚问题而降低电池性能，表明电子复合率较高 (369.75 s-1)。此外，基于 (TiO2)85-Ni15 的 FDSSC 中的高电荷转移促进了电池的电子寿命长达 8.28 ms。因此，本文研究了基于 TiO2 的 FDSSC 中 Ni 的最佳掺杂。(TiO2)85-Ni15 基 FDSSC 中的高电荷转移使电池的电子寿命长达 8.28 ms。因此，本文研究了基于 TiO2 的 FDSSC 中 Ni 的最佳掺杂。(TiO2)85-Ni15 基 FDSSC 中的高电荷转移使电池的电子寿命长达 8.28 ms。因此，本文研究了基于 TiO2 的 FDSSC 中 Ni 的最佳掺杂。