Biyo-malzeme duyarlı güneş pili

Abstract

Bu çalışmada, mor ötesi bölgede etkin bir soğurmaya sahip çift sarmallı buğday (Triticum durum L.) ve nohut bitkisi (Cicer arietinum L.) DNA'sı ışığı soğuran tabaka olarak kullanılarak biyo-malzeme duyarlı güneş pilleri (Biyo-DGP) üretilmiştir. Bitki DNA'ları tek başına ve geleneksel boya duyarlı güneş pillerinde kullanılan rutenyum kompleks (N719) boyası ile birlikte eş-duyarlaştırıcı olarak kullanılmıştır. Üretilen güneş pillerinin fotovoltaik performansı akım-gerilim karakteristiği ve IPCE analizleri yardımıyla incelenmiştir. Buğday ve nohut DNA'sının titanyum dioksit (TiO2) yarıiletken yüzeyine iyi tutunduğu ve hem TiO2'nin hem de N719 boyasının soğurma özelliliğini arttırdığı saptanmıştır. En yüksek verimlilik değeri, buğday DNA'sı, nohut DNA'sı ve N719 boyalarının birlikte kullanıldığı üçlü eş-duyarlaştırıcılı Biyo-DGP için % 6,83 olarak elde edilmiştir. Bunun yanında, sadece N719 boyası kullanılarak üretilen güneş pili verimlilikleri (% 3,83) ile kıyaslandığında, hem buğday DNA'sı ile N719 (% 4,89) hem de nohut DNA'sı ve N719 (% 6,61) eş duyarlaştırıcılı Biyo-DGP'lerin verimlilik değerlerinin de akım yoğunluğunun artmasına bağlı olarak arttığı tespit edilmiştir. Sonuç olarak, nohut ve buğday DNA'larının yüksek verimlilik elde edilen diğer sentetik boyar maddeler ile boya duyarlı güneş pillerinde hem eş-duyarlaştırıcı hem de enerji bariyeri olarak kullanılabileceği tespit edilmiştir.

In this study, biomaterial sensitized solar cells (Bio-SSC) were fabricated by using the double helix wheat (Triticum durum L.) and chickpea (Cicer arietinum L.) plants DNA as absorbing layers having effective absorption in ultraviolet region. Plant DNAs were used as alone and co-sentisizer with ruthenium complex dye which is used in the conventional dye sensitized solar cells. The photovoltaic performance of the obtained solar cells were investigated by current-voltage characteristic and IPCE analysis. It was clearly observed that wheat and chickpea DNA were well adsorbed onto the TiO2 semiconductor surface as well as they increased the absorbtion ability of both TiO2 and N719 dye. The highest efficiency value was obtained as 6.83% in Bio-SSC with triple co-sensitized including wheat DNA, chickpea DNA and N719 dyes. Moreover, when compared to only-N719 dye sensitized solar cell efficiency (3.83%), it was determined that the efficiency values of both N719-wheat DNA (4.89%) and N719-chickpea DNA (6.61%) co-sensitized Bio-SSCs increased depending on the increasing current density. As a result, wheat and chickpea DNA can be used in dye-sensitized solar cell as both co-sensitizer and energy barrier with other high-efficient synthetic dyes.