Abstract This research work analyzes the effect of modification on photovoltaic parameters of a dye-sensitized solar cell (DSSC) by customizing its photoanode by SnO2–TiO2 nanocomposite and counter electrode (CE) by a low-cost platinum (Pt) free hybrid Fe3O4@rGO nanocomposite. A facile solvothermal synthesis technique was adopted for the preparation of SnO2–TiO2 and hybrid Fe3O4@rGO nanocomposites. The in-depth characterization of the newly synthesized nanocomposites was executed by SEM, EDS, XRD, TGA, BET and UV–Vis techniques to verify the formation of nanocomposites. The photovoltaic parameters were examined by plotting J-V (current-voltage) curves, EIS Nyquist curves and IPCE spectra. The SnO2–TiO2 nanocomposite based photoanode exhibited favorable power conversion efficiency (PCE) of 3.28% with conventional Pt and 1.96% with hybrid Fe3O4@rGO CE respectively in DSSC. The DSSC approached to 60% PCE of the platinum with hybrid Fe3O4@rGO CE. The reasonable efficiency is attributed to improved charge transfer and enhanced dye-loading due to formation of wide band gap SnO2–TiO2 nanocomposite and by the uniform dispersion of Fe3O4 nanoparticles anchored at rGO nanosheets. The results suggested that the synergistic combination of SnO2–TiO2 photoanode and hybrid Fe3O4@rGO CE exhibited a very reasonable efficiency quite comparative to Pt in DSSC and thus can prove to be as an effective substituent of conventional scarce Pt.

中文翻译：

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用于高效染料敏化太阳能电池的基于 SnO2-TiO2 的光阳极和基于 Fe3O4@rGO 的对电极的轻松形成

摘要 本研究工作通过 SnO2-TiO2 纳米复合材料定制光阳极和低成本无铂 (Pt) 杂化 Fe3O4@ 对电极 (CE) 来分析染料敏化太阳能电池 (DSSC) 光伏参数的改性效果。 rGO 纳米复合材料。采用简便的溶剂热合成技术制备了 SnO2-TiO2 和混合 Fe3O4@rGO 纳米复合材料。通过SEM、EDS、XRD、TGA、BET和UV-Vis技术对新合成的纳米复合材料进行深入表征，以验证纳米复合材料的形成。通过绘制 JV（电流-电压）曲线、EIS 奈奎斯特曲线和 IPCE 光谱来检查光伏参数。基于 SnO2-TiO2 纳米复合材料的光阳极表现出良好的功率转换效率 (PCE)，与传统的 Pt 和 1 相比，功率转换效率 (PCE) 为 3.28%。在 DSSC 中分别使用混合 Fe3O4@rGO CE 96%。DSSC 使用混合 Fe3O4@rGO CE 接近铂的 60% PCE。由于形成宽带隙 SnO2-TiO2 纳米复合材料以及锚定在 rGO 纳米片上的 Fe3O4 纳米颗粒的均匀分散，合理的效率归因于改进的电荷转移和增强的染料负载。结果表明，SnO2-TiO2 光阳极和杂化 Fe3O4@rGO CE 的协同组合表现出非常合理的效率，与 DSSC 中的 Pt 相当，因此可以证明是传统稀有 Pt 的有效取代基。由于形成宽带隙 SnO2-TiO2 纳米复合材料以及锚定在 rGO 纳米片上的 Fe3O4 纳米颗粒的均匀分散，合理的效率归因于改进的电荷转移和增强的染料负载。结果表明，SnO2-TiO2 光阳极和杂化 Fe3O4@rGO CE 的协同组合表现出非常合理的效率，与 DSSC 中的 Pt 相当，因此可以证明是传统稀有 Pt 的有效取代基。由于形成宽带隙 SnO2-TiO2 纳米复合材料以及锚定在 rGO 纳米片上的 Fe3O4 纳米颗粒的均匀分散，合理的效率归因于改进的电荷转移和增强的染料负载。结果表明，SnO2-TiO2 光阳极和杂化 Fe3O4@rGO CE 的协同组合表现出非常合理的效率，与 DSSC 中的 Pt 相当，因此可以证明是传统稀有 Pt 的有效取代基。