Synthesis of 6,6’ - (1,2,5 - Oxadiazole - 3, 4 Diyl) Dipyridine-2,4-Dicarboxylic Acid: an Organic Dye for Dye-sensitized Solar Cell

บทคัดย่อ

บทคัดย่อ

เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดสีย้อมไวแสง ซึ่งเป็นอุปกรณ์เก็บเกี่ยวพลังงานที่เป็นทางเลือกที่มีจุดเด่นที่น่าสนใจอาทิเช่น มีประสิทธิภาพในการแปลงพลังงานสูง ขณะที่ต้นทุนการผลิตต่ำ สีย้อมอินทรีย์เป็นองค์ประกอบหลักของเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดสีย้อมไวแสง ทำหน้าที่เป็นวัสดุเก็บเกี่ยวแสง ซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญที่มีผลต่อประสิทธิภาพของเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดนี้ ปัจจุบันงานวิจัยต่างๆ ได้มุ่งเน้นการพัฒนาสีย้อมไวแสงที่ปราศจากโลหะให้ประสิทธิภาพเพิ่มขึ้นและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม งานวิจัยนี้ได้ประสบความสำเร็จในการสังเคราะห์ 6,6’-(1,2,5-Oxadiazole-3,4-Diyl) Dipyridine- 2,4-Dicarboxylic Acid เพื่อใช้เป็นสีย้อมอินทรีย์ไวแสง สารที่ทำการสังเคราะห์ทุกสารได้ทำการพิสูจน์เอกลักษณ์ด้วยสเปกโทรสโคปีต่อไปนี้1H-NMR, IR และ MS การทดสอบประสิทธิภาพของการแปลงพลังงานแสงของสารประกอบดังกล่าว พบว่าให้ประสิทธิภาพเท่ากับ 1.19% (JSC = 3.08 mAcm^-2,VOC = 0.66 V และ FF = 0.58) ภายใต้สภาวะการทดลองเดียวกัน เมื่อใช้สารประกอบเชิงซ้อนของโลหะรูทิเนียม (N719) พบว่าให้ประสิทธิภาพเท่ากับ 3.56%(JSC = 9.12 mAcm^-2, VOC = 0.76 V และ FF = 0.67)

คำสำคัญ: สีย้อมอินทรีย์ไวแสง วัสดุเก็บเกี่ยวแสง เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดดายเซนซิไทซ์ ออกซา-ไดอะโซล

Abstract

Dye-sensitized solar cell (DSSC), an alternate energy source harvester, has gained some attractive features such as high-energy conversion efficiency and low production cost. An organic dye which performs as light harvesting material is a key component of DSSC. The organic component has a major factor on the energy conversion efficiency. Currently, researchers are focusing on development of high efficiency, metal-free dye-sensitizers, which would be more environmental friendly. In this paper, we reported a successful synthesis of 6,6’-(1,2,5-oxadiazole-3,4-diyl)dipyridine-2,4-dicarboxylicacid which was used as an organic sensitizer. All compounds were characterized by spectroscopic techniques (¹H-NMR, IR and mass spectroscopy).Investigation of light conversion efficiency (η) of the compound showed that it could reach 1.19%(JSC = 3.08 mAcm^-2, VOC = 0.66 V and FF = 0.58).Under the same conditions, the ruthenium complex(N719) gave the conversion efficiency as high as3.56% (JSC = 9.12 mAcm^-2, VOC = 0.76 V and FF = 0.67).

Keywords: Organic Dye-sensitizer, Light Harvesting Material, Dye-sensitized Solar Cell, Oxadiazole