Enhancing the stability and efficiency of dye-sensitized solar cells with MIL-125 metal-organic framework as an electrolyte additive

Scientific Reports, 2025

Полный текст Открытый доступ: Gold Метаданные (CSL-JSON)
DOI 10.1038/s41598-025-89913-1
Достоверность данных 85 высокая
Как считается эта оценка

Складывается из проверяемых признаков самой записи: есть ли у статьи DOI, сколько независимых источников подтвердили её данные, заполнены ли обязательные поля и насколько свежо последнее подтверждение. Снижают оценку расхождения между источниками и отсутствие идентификатора. Значение от 80 означает, что запись опубликована без дополнительной проверки; от 60 до 79 — что она опубликована с пониженной достоверностью и ручная проверка желательна. Запись, выверенную редактором вручную, пересчёт не опускает ниже 90. Это оценка наших данных о статье, а не оценка самой статьи.

Аннотация

This study investigates how to improve the stability of liquid electrolyte (LE) dye-sensitized solar cells (DSSCs) by incorporating a titanium-based metal-organic framework (MIL-125). MIL-125, created through the coordination of Ti4+ ions with benzene-1,4-dicarboxylic acid, forms a structure that can effectively accommodate I−/I3− electrolytes, resulting in a MIL-125@electrolyte assembly. This innovative assembly successfully prevents electrolyte leakage while preserving the LE properties. The study examines how the MIL-125@electrolyte enhances both stability and power conversion efficiency (PCE) of DSSCs. The inclusion of the large-surface-area of MIL-125 improves ionic conductivity, reduces charge transfer resistance, and stops leakage. The optimized MIL-125@electrolyte achieves a high PCE of 10.51%, with a peak value of 10.99%, and a notable short-circuit current density of 20.97 mA/cm², peaking at 22.27 mA/cm², under standard AM 1.5, 100 mW/cm² conditions. It maintains about 75% of its PCE after 1400 h at approximately 23 °C. For indoor applications using LED lighting, the quasi-solid-state DSSC reaches a record PCE of 27.6%, with an average of 25.9%, under 6000 lx illumination.