Dye-gevoelige zonnecellen

1. Bereiding van TiO₂ Pasta

1. Weeg 6 g colloïdaal TiO₂ poeder af en plaats het in een vijzel.
2. Voeg voorzichtig 2-3 ml azijn toe aan de TiO₂ en begin met het malen van de suspensie met de stamper tot een uniforme pasta is verkregen. Het malen dient om geaggregeerde klontjes in het poeder te breken.
3. Blijf azijn toevoegen, in stappen van ongeveer 1 ml terwijl je maalt, tot een totaal volume van ongeveer 9 ml. Vóór elke toevoeging moet de consistentie van de pasta uniform zijn en vrij van klontjes. De uiteindelijke pasta moet dik zijn, maar niet zo dik dat hij niet uit een druppelflesje kan worden geperst.
4. Voeg 1 druppel afwasmiddel toe aan 1 ml gedistilleerd water, meng voorzichtig.
5. Voeg de afwasmiddeloplossing toe aan de TiO₂ suspensie en meng voorzichtig, zorg ervoor dat er geen bubbels ontstaan.
6. Laat de suspensie 15 minuten in evenwicht komen. Het afwasmiddel dient als oppervlakteactieve stof, om de suspensie gemakkelijker te verspreiden tot een uniforme film op het glas.

2. Deposition van TiO₂ op Glas

1. Reinig twee geleidende glasplaten. Week een kimdoek in ethanol en gebruik het om twee geleidende glasplaten schoon te vegen. Leg de schone platen op een schone kimdoek.
2. Bepaal welke kant van het glas geleidend is. Gebruik een multimeter ingesteld op ohms, raak met beide kabels een kant van het glas aan. Als een waarde tussen 10 en 30 Ω wordt waargenomen, is dit de geleidende kant. Een waarde van 0 Ω geeft de niet-geleidende kant aan.
3. Masker de plaat. Plaats één glasplaat met de geleidende kant omhoog en de andere met de geleidende kant naar beneden. Zorg ervoor dat de platen in contact blijven, plak de glasplaten op de werktafel. Plak plakband op drie van de vier kanten van de platen, zorg ervoor dat ~ 5-8 mm van de plaat aan elke van de drie kanten bedekt is met plakband (Figuur 4). Druk het plakband stevig aan om ervoor te zorgen dat er geen luchtbellen zijn.
4. Breng de TiO₂ pasta aan. Gebruik een glas staaf om een dunne lijn pasta aan te brengen over de afgedekte bovenrand van de plaat. Gebruik de glas staaf om voorzichtig de pasta langs de lengte van de plaat te rollen, en terug. Herhaal deze beweging 2-3x zonder de staaf op te tillen, of tot een uniforme film is verkregen.
   1. Als de film niet uniform is, veeg hem dan eenvoudig af met een kimdoek, reinig het glas met ethanol en probeer het, als het droog is, opnieuw.
5. Laat de film een beetje drogen, verwijder dan voorzichtig het plakband van het glas. De plaat met de TiO₂ film moet zich aan de geleidende kant bevinden. De andere plaat kan worden schoongemaakt en later worden gebruikt.
6. Annealeer de TiO₂ film. Plaats de plaat (TiO₂ kant omhoog) voorzichtig op een hotplate die is ingesteld op 450 °C. Kijk hoe de TiO₂ donkerder wordt tot een paars/bruine kleur, en zijn witte kleur weer terugkrijgt. Op dit punt, zet de hotplate uit en laat de film langzaam afkoelen. Als de plaat te snel wordt afgekoeld, kan deze barsten of breken.
7. Meet met een liniaal het oppervlak dat bedekt is met de film en noteer deze waarde.

Figuur 4. Deposition van TiO₂ op glas.

3. Bevestig de TiO₂ Film met Kleurstof

1. Plaats een paar bramen, frambozen of kersen in een vijzel en verpletter ze met een stamper.
2. Filter de oplossing door een koffiefilter en in een petrischaaltje. Het kan nodig zijn om een paar ml water aan het sap toe te voegen.
3. Plaats de afgekoelde TiO₂ film, met de kant naar beneden in de petrischaal. Zorg ervoor dat je geen TiO₂ afkrabt. Laat de kleurstof worden geadsorbeerd op de film. Dit kan enkele minuten duren.
4. Zodra de film volledig is gecoat (deze moet donkerrood of paars zijn en er zijn geen witte vlekken), til de plaat op met een tang (zorg ervoor dat je alleen het glas en niet de film aanraakt) en spoel de plaat af met water, vervolgens ethanol. Dep de film droog met een kimdoek en gebruik hem onmiddellijk.
   1. Als niet onmiddellijk gebruikt, bewaar de film dan in een petrischaaltje dat azijnzuur bevat met een pH van 3-5, en dek de schaal af met het deksel en wikkel in folie.

4. Bereid de Tegenelektrode Voor

1. Gebruik een andere geleidende glasplaat en volg stappen 2.1-2.2.
2. Breng de koolstofkatalysator aan op de geleidende kant. Gebruik een pincet om de plaat te houden, geleidende kant omlaag, boven de punt van een Bunsenbrander. Beweeg de plaat zodat de roet zich op het hele oppervlak verzamelt, maar niet langer dan 30 s. Laat de plaat afkoelen en veeg de roet langs een kant van de plaat af met een wattenstaafje.
   1. Alternatief, gebruik een HB potlood om het hele geleidende oppervlak te bedekken met grafiet. Dit geeft