Abstract We adopted co-sensitization technique for improvement of photovoltaic performance of dye-sensitized solar cells (DSSC). Three natural dyes were used in the fabrication of DSSCs: chlorophyll dyes from Talinum fruticosum (waterleaf) labeled as A, Telfairia Occidentalis (pumpkin leaf) labeled as B and anthocyanin dye from the Caesalpinia Pulcherrima (pride of Barbados) flower labeled as C. Then, the DSSCs based-blended dyes were fabricated at volume percent of 25:75%, 50:50% and 75:25% for respective AB, AC and BC mixed dyes. The solar cells were evaluated using UV–Vis spectroscopy, electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and current-voltage (I-V) characteristics. The results show that DSSC, from single dyes, fabricated from C has the best PCE of 0.25% while mixed dye (BC) at 25:75% volume yielded the best PCE of 1.14% with an open-circuit voltage (Voc) of 0.64 V, short-circuit current density (Jsc) of 2.91 mA/cm2 and fill factor (FF) of 61% under standard (AM 1.5 G) 1 sun illumination (100 mW/cm2). Generally, cells fabricated from BC (for all volume %) outperformed both single and other mixed DSSCs. The EIS measurement revealed the existence of low and high charge transfer resistances in BC-25:75% and AB-25:75%, respectively at the photoanode and electrolyte interface. Also, continuous light soaking test on the optimized device (BC-25:75%) showed that 11% of the device's power conversion efficiency (PCE) was lost after 7 h. This indicates that co-sensitization of dyes of different sources could be a very promising and effective strategy for further improvement for natural DSSCs.

中文翻译：

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叶绿素和花青素共敏剂在二氧化钛染料敏化太阳能电池中的协同作用

摘要 我们采用共敏化技术来提高染料敏化太阳能电池（DSSC）的光伏性能。三种天然染料用于制造 DSSC：来自 Talinum fruticosum（水叶）的叶绿素染料标记为 A，Telfairia Occidentalis（南瓜叶）标记为 B，来自 Caesalpinia Pulcherrima（巴巴多斯的骄傲）花的花青素染料标记为 C。然后，基于 DSSC 的混合染料分别以 25:75%、50:50% 和 75:25% 的体积百分比制备，分别用于 AB、AC 和 BC 混合染料。使用紫外-可见光谱、电化学阻抗谱（EIS）和电流-电压（IV）特性评估太阳能电池。结果表明，由 C 制造的单一染料的 DSSC 具有 0.25% 的最佳 PCE，而体积为 25:75% 的混合染料 (BC) 产生的最佳 PCE 为 1。14%，开路电压 (Voc) 为 0.64 V，短路电流密度 (Jsc) 为 2.91 mA/cm2，填充因子 (FF) 在标准 (AM 1.5 G) 下为 61% 1 日照度 (100 mW) /cm2）。通常，由 BC 制造的电池（对于所有体积百分比）均优于单一和其他混合 DSSC。EIS 测量结果显示，在 BC-25:75% 和 AB-25:75% 中，光电阳极和电解质界面分别存在低和高电荷转移电阻。此外，对优化器件 (BC-25:75%) 的连续光照测试表明，7 小时后器件的功率转换效率 (PCE) 损失了 11%。这表明不同来源染料的共敏化可能是进一步改进天然 DSSC 的一种非常有前途和有效的策略。在标准 (AM 1.5 G) 1 日光照射 (100 mW/cm2) 下，91 mA/cm2 和填充因子 (FF) 为 61%。通常，由 BC 制造的电池（对于所有体积百分比）均优于单一和其他混合 DSSC。EIS 测量结果显示，在 BC-25:75% 和 AB-25:75% 中，光电阳极和电解质界面分别存在低和高电荷转移电阻。此外，对优化器件 (BC-25:75%) 的连续光照测试表明，7 小时后器件的功率转换效率 (PCE) 损失了 11%。这表明不同来源染料的共敏化可能是进一步改进天然 DSSC 的一种非常有前途和有效的策略。在标准 (AM 1.5 G) 1 日光照射 (100 mW/cm2) 下，91 mA/cm2 和填充因子 (FF) 为 61%。通常，由 BC 制造的电池（对于所有体积百分比）均优于单一和其他混合 DSSC。EIS 测量结果显示，在 BC-25:75% 和 AB-25:75% 中，光电阳极和电解质界面分别存在低和高电荷转移电阻。此外，对优化器件 (BC-25:75%) 的连续光照测试表明，7 小时后器件的功率转换效率 (PCE) 损失了 11%。这表明不同来源染料的共敏化可能是进一步改进天然 DSSC 的一种非常有前途和有效的策略。由 BC 制造的电池（对于所有体积百分比）优于单一和其他混合 DSSC。EIS 测量结果显示，在 BC-25:75% 和 AB-25:75% 中，光电阳极和电解质界面分别存在低和高电荷转移电阻。此外，对优化器件 (BC-25:75%) 的连续光照测试表明，7 小时后器件的功率转换效率 (PCE) 损失了 11%。这表明不同来源染料的共敏化可能是进一步改进天然 DSSC 的一种非常有前途和有效的策略。由 BC 制造的电池（对于所有体积百分比）优于单一和其他混合 DSSC。EIS 测量结果显示，在 BC-25:75% 和 AB-25:75% 中，光电阳极和电解质界面分别存在低和高电荷转移电阻。此外，对优化器件 (BC-25:75%) 的连续光照测试表明，7 小时后器件的功率转换效率 (PCE) 损失了 11%。这表明不同来源染料的共敏化可能是进一步改进天然 DSSC 的一种非常有前途和有效的策略。75%) 表明设备的功率转换效率 (PCE) 在 7 小时后损失了 11%。这表明不同来源染料的共敏化可能是进一步改进天然 DSSC 的一种非常有前途和有效的策略。75%) 表明设备的功率转换效率 (PCE) 在 7 小时后损失了 11%。这表明不同来源染料的共敏化可能是进一步改进天然 DSSC 的一种非常有前途和有效的策略。