Effects of tin on the performance of ZnO photoanode for DSSC

Abstract

Filmes de estanho/óxido de zinco foram depositados em óxido condutor transparente por banho químico, a porcentagens de 5, 10 e 15% de estanho (Sn) na estrutura de óxido de zinco (ZnO). Todos os filmes foram tratados termicamente para melhorar sua cristanilidade. Os filmes produzidos foram caracterizados por difração de raios x e medidas ópticas, como absorbância, transmitância e reflectância. O espectro de raios x mostrou a formação de ZnO na forma de wurtzite e os tamanhos dos cristalitos foram de 53,74; 79,59 e 66,38 nm para os fotoanodos a 5, 10 e 15% de estanho (Sn), respectivamente, na estrutura do óxido de zinco. Os valores calculados para a energia de banda proibida dos filmes revelaram que a presença de estanho pode reduzir o valor da energia até aproximadamente 3,2 eV. Esses filmes foram usados como fotoanodos em células solares sensibilizadas por corante (CSSC) para observar os efeitos do estanho (Sn) na atividade fotovoltaica do semicondutor de óxido de zinco (ZnO). Parâmetros como eficiência e densidade de corrente de curto- circuito foram particularmente afetados pela presença de estanho na composição, com o filme de ZnO a 5% de Sn apresentando os melhores resultados de 7,56% de eficiência e 34,35 mA/cm2 de densidade de corrente de curto-circuito, os demais filmes apresentaram menores valores para a eficiência, o que pode ser atribuído aos menores valores alcançados para a corrente de curto circuito. 

Palavras-chave: Óxido de zinco, estanho, célula solar.