استفاده از زعفران به عنوان حساس‌کننده در سلول‌های خورشیدی حساس‌شده با رنگ

الکترودهای فتو الکتروسلول سلول‌های خورشیدی حساس‌شده با رنگدانه (DSSCs) با استفاده از دی‌اکسید تیتانیوم نانوذره‌ای تهیه شده‌اند که در محلولی حاوی مقادیر متفاوتی از ادویه زعفران (Crocus sativus L.) در اتانول غوطه‌ور شده‌اند. الکترولیت پلیمری هژل بهینه‌شده بر پایه پلی‌استر (PAN) که شامل ۴۰.۹۳ درصد وزنی کربنات اتیلن، ۳۷.۹۷ درصد وزنی کربنات پروپیلن، ۴.۳۷ درصد وزنی یدید تتراپروپیل‌آمونیم، ۹.۸۶ درصد وزنی PAN، ۱.۲۴ درصد وزنی یدید ۱-بوتیل-۳-متیل‌ایمیدازولیوم، ۴.۳۵ درصد وزنی یدید لیتیم و ۱.۲۸ درصد وزنی ید است، به عنوان الکترولیت برای DSSC استفاده شده است. الکترولیت دارای رسانایی ۲.۹۱ میلی‌زیمنس بر سانتی‌متر در دمای اتاق (۲۹۸ کلوین) است. سلول‌های خورشیدی همچنین با محلول زعفران که به آن ۳۰ درصد وزنی اسید کوئودوکسی‌کولیک (CDCA) به عنوان کو-جاذب اضافه شده بود، حساس‌سازی شدند و DSSC P4 نامیده شدند. سلول خورشیدی نور را با راندمان ۰.۳۱ درصد به الکتریسیته تبدیل می‌کند. این میزان، ۲۹ درصد بهبود در راندمان DSSC بدون افزودن CDCA به محلول اتانول زعفران است. DSSC نشان‌دهنده چگالی جریان در مدار کوتاه (Jsc) برابر با ۱.۲۶ میلی‌آمپر بر سانتی‌متر مربع، ولتاژ در مدار باز (Voc) برابر با ۰.۴۸ ولت و ضریب پر شدن ۵۱ درصد است. DSSC P4 همچنین بیشترین چگالی جریان فوتون به جریان ورودی (IPCE) را بيشتر از ۴۰ درصد در طول موج ۳۴۰ نانومتر نشان می‌دهد.

Photoelectrodes of dye-sensitized solar cells (DSSCs) have been prepared using nanosized titanium dioxide that have soaked in a solution of different saffron (Crocus sativus L.) spice content in ethanol. The optimized polyacrylonitrile (PAN)-based gel polymer electrolyte with 40.93 wt.% ethylene carbonate, 37.97 wt.% propylene carbonate, 4.37 wt.% tetrapropylammonium iodide, 9.86 wt.% PAN, 1.24 wt.% 1-butyl-3-methylimidazolium iodide, 4.35 wt.% lithium iodide and 1.28 wt.% iodine has been used as the electrolyte for DSSC. The electrolyte has conductivity of 2.91 mS cm−1 at room temperature (298 K). DSSCs were also sensitized with saffron solution that has been added with 30 wt.% chenodeoxycholic acid (CDCA) co-adsorbent and designated as DSSC P4. The solar cell converts light-to-electricity at an efficiency of 0.31%. This is 29% enhancement in efficiency for the DSSC without addition of CDCA in the saffron-ethanol solution. The DSSC exhibits current density at short-circuit (J sc ) of 1.26 mA cm−2, voltage at open circuit (V oc ) of 0.48 V and 51% fill factor. DSSC P4 also exhibits the highest incident photon-to-current density of more than 40% at 340 nm wavelength.