KaydedilenlerDerginizi ekleyin

Dergiler / Karaelmas Fen ve Mühendislik Dergisi / 2026 / Cilt: 15 Sayı: 2

Elektrokaplama Yöntemiyle TiO2 Fotoanotların Boya Duyarlı Güneş Pili Uygulamaları

Dye-Sensitized Solar Cell Applications of TiO2 Photoanodes by Electrocoating Method

Soner Cakar(Zonguldak Bülent Ecevit Üniversitesi)0000-0002-3745-954X
Sayfa
43–53
Yayın Tarihi
2025-07-21
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Bu çalışma ile boya duyarlı güneş pillerinde TiO2 fotoanotlar için optimum şartlar belirlenmiş ve hazırlanan fotoanotların gelecekteki uygulamaları için umut verici sonuçlar elde edilmiştir.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Boya duyarlı güneş pilleri düşük maliyetleri, çevre dostu malzemelerin kullanıldığı son yıllarda yoğun bir şekilde çalışmaların gerçekleştirildiği alandır.
📊
Temel Bulgular & Veri:Bu çalışmada, boya duyarlı güneş pili uygulamaları için TiO2’nin elektrokaplanması ve geliştirilen bu fotoanot yapılarının N719 rutenyum esaslı duyarlaştırıcı ile özelliklerinin incelenmesi gerçekleştirilmiştir.
💡
Sonuç & Katkı:Bu çalışma ile boya duyarlı güneş pillerinde TiO2 fotoanotlar için optimum şartlar belirlenmiş ve hazırlanan fotoanotların gelecekteki uygulamaları için umut verici sonuçlar elde edilmiştir.
🔬Tür:Araştırma Makalesi
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Elektrobiriktirme · güneş enerjisi · üçüncü nesil güneş pilleri

Özet

Boya duyarlı güneş pilleri düşük maliyetleri, çevre dostu malzemelerin kullanıldığı son yıllarda yoğun bir şekilde çalışmaların gerçekleştirildiği alandır. Son zamanlarda boya duyarlı güneş pillerinde yenilikçi malzemelerin kullanımına yönelik çalışmalar hız kazanmıştır. Bu çalışmada çevre dostu, düşük maliyetli ve aminoasitlerin kullanıldığı boya duyarlı güneş pilinin üretimi amaçlanmaktadır. Bu çalışmada, boya duyarlı güneş pili uygulamaları için TiO2’nin elektrokaplanması ve geliştirilen bu fotoanot yapılarının N719 rutenyum esaslı duyarlaştırıcı ile özelliklerinin incelenmesi gerçekleştirilmiştir. Farklı potansiyel şartları, farklı elektrolitler (NaCl, KCl ve LiClO4) ve farklı konsantrasyondaki Titanyum başlangıç maddeleri ortamında optimum fotoanot şartları belirlenerek boya duyarlı güneş pili uygulamaları gerçekleştirilmiştir. Hazırlanan fotoanotların karakterizasyonunda XRD, FE-SEM, FTIR ve DRS teknikleri kullanılmıştır. Ayrıca, hazırlanan güneş pillerinin karakterizasyonunda J-V eğrilerinin yanı sıra Nyquist tipi empedans eğrilerinden de yararlanılmıştır. En yüksek güneş pili verim özellikleri 10 mM titanyum başlangıç maddesi, -1.0V potansiyelde ve LiClO4 elektrolit ortamında %6.20 olarak belirlenmiştir. Bu çalışma ile boya duyarlı güneş pillerinde TiO2 fotoanotlar için optimum şartlar belirlenmiş ve hazırlanan fotoanotların gelecekteki uygulamaları için umut verici sonuçlar elde edilmiştir.

Abstract

In recent years, there has been significant progress in the field of dye-sensitized solar cells, with a particular focus on the use of costeffective and eco-friendly materials. This study aims to explore the potential of innovative materials in this field, with a particular emphasis on the production of environmentally sustainable and cost-efficient solar cells through the use of amino acids. The study investigates the electrocoating of TiO2 for dye-sensitized solar cell applications and the properties of these photoanode structures developed with N719 ruthenium-based sensitizer. Dye-sensitized solar cell applications were carried out by determining the optimum photoanode conditions in different potential conditions, different electrolytes (NaCl, KCl and LiClO4) and Titanium starting materials of different concentrations. The prepared photoanodes were characterised using XRD, FE-SEM, FTIR and DRS techniques, while Nyquist type impedance curves and J-V curves were used to characterise the prepared solar cells. The highest solar cell efficiency properties were determined as 6.20% at 10 mM titanium starting material, -1.0V potential and LiClO4 electrolyte medium. This study has determined the optimum conditions for TiO2 photoanodes in dye-sensitized solar cells, and promising results have been obtained for the future applications of the prepared photoanodes.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

Cakar, S. (2025). Elektrokaplama Yöntemiyle TiO2 Fotoanotların Boya Duyarlı Güneş Pili Uygulamaları. Karaelmas Fen ve Mühendislik Dergisi, Cilt: 15 Sayı: 2, 43–53. https://doi.org/10.7212/karaelmasfen.1636096

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (22)

  1. An, HJ., Jang SR., Vittal R., Lee, J., Kim, KJ., 2005. Cationic Surfactant Promoted Reductive Electrodeposition of Nanocrystalline Anatase TiO2 for Application to Dye-Sensitized Solar Cells. Electrochim. Acta 50(13): 2713–18. Doi:10.1016/j.electacta.2004.11.017.
  2. Bindu, P., Thomas, S., 2014. Estimation of Lattice Strain in ZnO Nanoparticles: X-Ray Peak Profile Analysis. J. Theor. Appl. Phys. 8(4): 123–34. Doi:10.1007/s40094-014-0141-9.
  3. Budiman, H., Wibowo, R., Zuas, O., Gunlazuardi. J., 2019. Photo-Electrochemical Properties of TiOs2 Nanotube Arrays: Effect of Different Polishing Method of Ti Substrate Prior to Anodization in Fluoride-H2O2-Containing Electrolyte. J. Phys. Conf. Ser. 1153(1): 012073. Doi:10.1088/1742-6596/1153/1/012073.
  4. Çakar, S., Özacar, M., 2016. Fe-Tannic Acid Complex Dye as Photo Sensitizer for Different Morphological ZnO Based DSSCs. Spectrochim. Acta A. Mol. Biomol. Spectrosc. 163: 79–88. Doi:10.1016/j.saa.2016.03.031.
  5. Das, TK., Ilaiyaraja, P., Mocherla PSV., Bhalerao, GM., Sudakar. C., 2016. Influence of Surface Disorder, Oxygen Defects and Bandgap in TiO2 Nanostructures on the Photovoltaic Properties of Dye Sensitized Solar Cells. Sol. Energy Mater. 144: 194–209. Doi:10.1016/j.solmat.2015.08.036.
  6. Devadiga, D., Selvakumar M., Shetty P., Santosh, MS., 2021. Recent Progress in Dye Sensitized Solar Cell Materials and Photo-Supercapacitors: A Review. J. Power Sources 493: 229698. Doi:10.1016/j.jpowsour.2021.229698.
  7. Grätzel, M., 2001. Photoelectrochemical Cells. Nature 414(6861): 338–344. Doi:10.1038/35104607.
  8. Hagfeldt, A., Boschloo, G., Sun, L., Kloo, L., Pettersson, H., 2010. Dye-Sensitized Solar Cells. Chem. Rev. 110: 6595–6663. Doi:10.1002/chem.201101923.
  9. Haider, AJ., Zainab NJ., Al-Hussaini, IHM., 2019. Review on: Titanium Dioxide Applications. Energy Procedia 157: 17–29. Doi:10.1016/j.egypro.2018.11.159.
  10. Ikreedeegh, RR., Hossen MA., Tahir, M., Aziz, AA., 2024. A Comprehensive Review on Anodic TiO2 Nanotube Arrays (TNTAs) and Their Composite Photocatalysts for Environmental and Energy Applications: Fundamentals, Recent Advances and Applications. Coord. Chem. Rev. 499: 215495. Doi:10.1016/j.ccr.2023.215495.
  11. Lee, SA., Yang, JW., Choi, S., Jang, HW., 2021. Nanoscale Electrodeposition: Dimension Control and 3D Conformality. Exploration 1(3): 20210012. Doi:10.1002/EXP.20210012.
  12. Byranvand, M., Kharat, MAN., Fatholahi, L., Beiranvand, ZM., 2013. A Review on Synthesis of Nano-TiO2 via Different Methods. J. Nanostruct. 3(1): 1–9. Doi:10.7508/jns.2013.01.001.
  13. Said, M., Damsyik, N., Sahdan, MZ., Nayan, N., Saim, H., Adriyanto, F., Bakri, AS., Morsin, M., 2018. Difference in Structural and Chemical Properties of Sol-Gel Spin Coated Al Doped TiO2, y Doped TiO2 and Gd Doped TiO2 Based on Trivalent Dopants. RSC Advances 8(52): 29686–97. Doi:10.1039/c8ra03950j.
  14. Mustapha, S., Tijani, JO., Ndamitso, MM., Abdulkareem, AS., Shuaib, DT., Amigun, AT., Abubakar. HL., 2021. Facile Synthesis and Characterization of TiO2 Nanoparticles: X-Ray Peak Profile Analysis Using Williamson–Hall and Debye–Scherrer Methods. Int. Nano Lett. 11(3): 241–61. Doi:10.1007/s40089-021-00338-w.
  15. Narayan, MR., 2012. Review: Dye Sensitized Solar Cells Based on Natural Photosensitizers. Renew. Sustain. Energy Rev. 16(1): 208–15. Doi:10.1016/j.rser.2011.07.148.
  16. Nguyen, TV., Lee, HC., Khan, MA., Yang, OB., 2007. Electrodeposition of TiO2/SiO2 Nanocomposite for Dye-Sensitized Solar Cell. Sol. Energy 81(4): 529–34. Doi:10.1016/j.solener.2006.07.008.
  17. O’Regan, B., Grätzel, M., 1991. A Low-Cost, High-Efficiency Solar Cell Based on Dye-Sensitized Colloidal TiO2 Films. Nature 353(6346): 737–40.
  18. Torun, HO., Çakar, S., 2018. Thermal Characterization of Er-Doped and Er–Gd Co-Doped Ceria-Based Electrolyte Materials for SOFC. J. Therm. Anal. Calorim. 133(3): 1233–39. Doi:10.1007/s10973-018-7189-8.
  19. Roose, B., Pathak, S., Steiner, U., 2015. Doping of TiO2 for Sensitized Solar Cells. Chem. Soc. Rev. 44(22): 8326–8349. Doi:10.1039/C5CS00352K.
  20. Tripathi, AK., Singh MK., Mathpal, MC., Mishra, SK., Agarwal, A., 2013. Study of Structural Transformation in TiO2 Nanoparticles and Its Optical Properties. J. Alloys Compd. 549: 114–20. Doi:10.1016/j.jallcom.2012.09.012.
  21. Yang, HY., Lee, SH., Kim, HM., Pham, XH., Hahm, E., Kang, EJ., Kim, TH., Ha, Y., Jun, BH., Rho, VY., 2019. Plasmonic and Charging Effects in Dye-Sensitized Solar Cells with Au Nanoparticles Incorporated into the Channels of Freestanding TiO2 Nanotube Arrays by an Electrodeposition Method. J. Ind. Eng. Chem. 80: 311–17. Doi:10.1016/j.jiec.2019.08.009.
  22. Narayan, MR., 2012. Review: Dye Sensitized Solar Cells Based on Natural Photosensitizers. Renew. Sustain. Energy Rev. 16(1): 208–15. Doi:10.1016/j.rser.2011.07.148.