Investigating the performance of nickel molybdate nanostructure in dye sensitized solar cells: Computational and experimental analysis

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作者
Amin Reza Zolghadr,Shaghayegh Nozari,Maryam Heydari Dokoohaki,Hadi Salari
出处
期刊:Journal of Photochemistry and Photobiology A-chemistry [Elsevier BV]
卷期号:447: 115261-115261 被引量:1
标识
DOI:10.1016/j.jphotochem.2023.115261
摘要

This study explores both computational and experimental aspects of third-generation solar cells, specifically dye-sensitized solar cells (DSSCs) using Nickel Molybdate (NiMoO4) as both a new alternative electron transport layer (working electrode, WE) and counter electrode (CE). The synthesized NiMoO4 nanoparticles have an average size of 800 nm with crystalline size of 24.12 nm using Scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD) spectroscopy. The results indicate that the DSSCs based on NiMoO4 exhibits low photovoltaic performance due to poor photocurrent production. However, when NiMoO4 is employed as the WE (with platinum serving as the CE); it yields a better short circuit current (Jsc = 20.04 μA/cm2) and overall photovoltaic performance compared to TiO2 WE (with NiMoO4 serving as the CE) (Jsc = 0.23 μA/cm2). Interestingly, the DSSCs with NiMoO4 as WE featured the lowest performance degradation (90 % efficiencies has been maintained after 250 h). Additionally, this study investigates the distribution of electrolyte between NiMoO4/Pt and TiO2/NiMoO4 slabs using molecular dynamics (MD) simulations, highlighting its effective contribution to ionic conductivity (Λ), ultimately leading to an increase in photocurrent for the NiMoO4/Pt system (Λ of 27.51 10−4 S.m2/mol) compared to the TiO2/NiMoO4 (Λ of 13.45 10−4 S.m2/mol). Interestingly, the iodide ions interact more tightly with the TiO2 semiconductor (at a distance of 0.32 nm) than with NiMoO4.

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