Preparation and characterization of solar cells sensitized by bacteriochlorophyll a

Abstract

In this work, we explored the potential of bacteriochlorophyll a for its use in dye-sensitized solar cells. Bacteriochlorophyll a absorbs in the near-infrared spectral region where most of the pigments tested in dye-sensitized solar cells absorb poorly. It turned out that bacteriochlorophyll a rapidly oxidize to chlorophyl-like molecule at aerobic conditions, what is connected with an undesirable shift of the main absorption band to the shorter wavelengths. Therefore we prepared also several derivatives of bacteriochlorophyll a with similar absorption and tested their stability. We also studied a performance of solar cells with bacteriochlorophyll a and those derivatives, namely bacteriopurpurin, bacteriochlorophyllin and bacteriochlorin. It turned out that bacteriochlorin is the most stable of all the tested pigments. Moreover, it exhibits the best performance when used in the dye-sensitize solar cell.

Tato práce se zbývá možným využitím bakteriochorofylu a v solárních článcích. Bakteriochlorofyl a je fotosyntetické barvivo, absorbující v blízké infračervené oblasti, kde ostatní pigmenty využívané pro solární články absorbují pouze slabě. Ukázalo se však, že bakteriochlorofyl a snadno oxiduje za aerobních podmínek do formy, u níž dochází k nechtěnému posunu hlavního absorpčního pásu směrem ke kratším vlnovým délkám. Proto jsme vyzkoušeli několik derivátů bakteriochlorofylu a s podobnými absorpčními vlastnostmi a testovali jsme jejich stabilitu, stejně jako jejich funkčnost a elektrochemické vlastnosti v solárních článcích. Vedle samotného bakteriochlorofylu a jsme tak zkoumaly jeho deriváty bakteriopurpurin, bakteriochlorofylin a bakteriochlorin. Ukázalo se že bakteriochlorin je nejstabilnější z nich, a vykazuje i nejlepší vlastnosti pro využití v solárních článcích.