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Paramétrages

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1. WO2012001033 - CELLULES SOLAIRES SENSIBILISÉES PAR COLORANT À RENDEMENT ÉLEVÉ

Numéro de publication WO/2012/001033
Date de publication 05.01.2012
N° de la demande internationale PCT/EP2011/060886
Date du dépôt international 29.06.2011
Demande présentée en vertu du Chapitre 2 26.04.2012
CIB
H01G 9/20 2006.01
HÉLECTRICITÉ
01ÉLÉMENTS ÉLECTRIQUES FONDAMENTAUX
GCONDENSATEURS; CONDENSATEURS, REDRESSEURS, DÉTECTEURS, DISPOSITIFS DE COMMUTATION, DISPOSITIFS PHOTOSENSIBLES OU SENSIBLES À LA TEMPÉRATURE, DU TYPE ÉLECTROLYTIQUE
9Condensateurs électrolytiques, redresseurs électrolytiques, détecteurs électrolytiques, dispositifs de commutation électrolytiques, dispositifs électrolytiques photosensibles ou sensibles à la température; Procédés pour leur fabrication
20Dispositifs photosensibles
H01L 51/00 2006.01
HÉLECTRICITÉ
01ÉLÉMENTS ÉLECTRIQUES FONDAMENTAUX
LDISPOSITIFS À SEMI-CONDUCTEURS; DISPOSITIFS ÉLECTRIQUES À L'ÉTAT SOLIDE NON PRÉVUS AILLEURS
51Dispositifs à l'état solide qui utilisent des matériaux organiques comme partie active, ou qui utilisent comme partie active une combinaison de matériaux organiques et d'autres matériaux; Procédés ou appareils spécialement adaptés à la fabrication ou au traitement de tels dispositifs ou de leurs parties constitutives
CPC
H01G 9/2031
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
9Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
20Light-sensitive devices
2027comprising an oxide semiconductor electrode
2031comprising titanium oxide, e.g. TiO2
H01L 51/0059
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
LSEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
51Solid state devices using organic materials as the active part, or using a combination of organic materials with other materials as the active part; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of such devices, or of parts thereof
0032Selection of organic semiconducting materials, e.g. organic light sensitive or organic light emitting materials
005Macromolecular systems with low molecular weight, e.g. cyanine dyes, coumarine dyes, tetrathiafulvalene
0059Amine compounds having at least two aryl rest on at least one amine-nitrogen atom, e.g. triphenylamine
H01L 51/0083
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
LSEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
51Solid state devices using organic materials as the active part, or using a combination of organic materials with other materials as the active part; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of such devices, or of parts thereof
0032Selection of organic semiconducting materials, e.g. organic light sensitive or organic light emitting materials
0077Coordination compounds, e.g. porphyrin
0083Metal complexes comprising an iron-series metal, e.g. Fe, Co, Ni
Y02E 10/542
YSECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
10Energy generation through renewable energy sources
50Photovoltaic [PV] energy
54Material technologies
542Dye sensitized solar cells
Y02E 10/549
YSECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
10Energy generation through renewable energy sources
50Photovoltaic [PV] energy
54Material technologies
549organic PV cells
Déposants
  • DYENAMO AB [SE/SE]; Lars Kloo Almvägen 49 S-187 34 Täby, SE (AllExceptUS)
  • GIBSON, Elizabeth [GB/GB]; GB (UsOnly)
  • FELDT, Sandra [SE/SE]; SE (UsOnly)
  • GABRIELSSON, Erik [SE/SE]; SE (UsOnly)
Inventeurs
  • GIBSON, Elizabeth; GB
  • FELDT, Sandra; SE
  • GABRIELSSON, Erik; SE
Mandataires
  • HAAG, Malina; Awapatent AB P.O. Box 11394 S-404 28 Göteborg, SE
Données relatives à la priorité
61/359,61929.06.2010US
Langue de publication anglais (EN)
Langue de dépôt anglais (EN)
États désignés
Titre
(EN) HIGH EFFICIENCY DYE-SENSITIZED SOLAR CELLS
(FR) CELLULES SOLAIRES SENSIBILISÉES PAR COLORANT À RENDEMENT ÉLEVÉ
Abrégé
(EN)
Cobalt polypyridine complexes are interesting alternative redox mediators for large scale manufacturing of dye-sensitized solar cells (DSCs) since they are less aggressive towards metal contacts and absorb less light than iodide/triiodide. Here we have examined the effect of steric properties of triphenylamine-based organic sensitizers and cobalt polypyridine redox mediators on the electron lifetime and overall device performance in DSCs. Matching the steric bulk of the dye and redox mediator was found to minimize recombination and mass transport problems in DSCs employing cobalt redox mediators. Recombination was efficiently slowed down by introducing insulating butoxyl chains on the dye, allowing the use of a cobalt redox mediator with a less steric bulk. The best efficiency of DSCs sensitized with a triphenylamine-based organic dye in combination with cobalt(II/III) tris(2,2'-bipyridyl) match the highest efficiencies obtained so far with iodide-free electrolytes, reaching a 6.3 % overall conversion efficiency under AMI.5 condition (1000 Wm-2) and an efficiency of 7.8 % at 1/10 of a sun. Organic dyes with high extinction coefficients can thus be used instead of standard ruthenium sensitizers to build thin films DSCs in order to overcome mass transport and recombination limitations associated with the cobalt redox couples. DSCs sensitized with organic dyes employing cobalt redox mediators are promising for low light intensity applications since the efficiency and voltage is high at indoor illumination.
(FR)
Les complexes cobalt polypyridine sont des médiateurs redox de remplacement intéressants pour la fabrication à grande échelle de cellules solaires sensibilisées par colorant (DSC), étant donné qu'ils sont moins agressifs vis-à-vis des contacts métalliques et absorbent moins de lumière que l'iodure/triiodure. Nous avons examiné ici l'effet des propriétés stériques de sensibilisateurs organiques à base de triphénylamine et de médiateurs redox cobalt polypyridines sur la durée de vie des électrons et sur la performance globale du dispositif dans les cellules DSC. En faisant correspondre l'encombrement stérique du colorant et du médiateur redox, il a été constaté que l'on rend minimaux les problèmes de recombinaison et de transport de masse dans les cellules DSC utilisant des médiateurs redox au cobalt. La recombinaison a été efficacement ralentie par introduction de chaînes butoxyle isolantes sur le colorant; permettant l'utilisation d'un médiateur redox au cobalt avec un moindre encombrement stérique. Le meilleur rendement de cellules DSC sensibilisées par un colorant organique à base de triphénylamine en combinaison avec du cobalt (II/III) tris(2,2'-bipyridyle) atteint les rendements les plus élevés obtenus jusqu'ici avec des électrolytes sans iodure, en atteignant un rendement global de conversion de 6,3 % dans les conditions AMI.5 (1000 Wm-2) et un rendement de 7,8 % à 1/10 du soleil. Des colorants organiques ayant des coefficients d'extinction élevés peuvent ainsi être utilisés à la place des sensibilisateurs standards au ruthénium pour construire des cellules DSC en couches minces, afin de surmonter les limitations au transport de masse et à la recombinaison associées aux couples redox au cobalt. Les cellules DSC sensibilisées par des colorants organiques utilisant des médiateurs redox au cobalt sont prometteuses pour des applications à faible intensité lumineuse étant donné que l'efficacité et la tension sont élevées dans des éclairages intérieurs.
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