डाई-संवेदीकृत सौर सेल

डाई-संवेदीकृत सौर सेल (डीएसएससी, DSC, DYSC या ग्रैट्ज़ेल सेल) पतली फिल्म सौर कोशिकाओं के समूह से संबंधित एक कम लागत वाली सौर सेल है। यह एक फोटो-संवेदीकृत एनोड और एक विद्युत-अपघट्य, एक फोटोइलेक्ट्रॉनिक सेल  सिस्टम के बीच गठित अर्धचालक पर आधारित है। डाई सौर सेल का आधुनिक संस्करण, जिसे ग्रैट्ज़ेल सेल के रूप में भी जाना जाता है, मूल रूप से 1988 में ब्रायन ओ'रेगन (रसायनज्ञ) द्वारा सह-आविष्कार किया गया था | कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, बर्कले में ब्रायन ओरेगन और माइकल ग्रैट्ज़ेल और इस काम को बाद में 1991 में पहली उच्च दक्षता डाई-संवेदीकृत सौर सेल के प्रकाशन तक École Polytechnique Fédérale de Lausanne|École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) में उपरोक्त वैज्ञानिकों द्वारा विकसित किया गया था। इस आविष्कार के लिए माइकल ग्रेटजेल को 2010 मिलेनियम प्रौद्योगिकी पुरस्कार से सम्मानित किया गया है। डाई-संवेदीकृत सौर सेल में कई आकर्षक विशेषताएं हैं; पारंपरिक रोल-प्रिंटिंग तकनीकों का उपयोग करना आसान है, अर्ध-लचीला और अर्ध-पारदर्शी है जो विभिन्न प्रकार के उपयोग प्रदान करता है जो ग्लास-आधारित सिस्टम पर लागू नहीं होते हैं, और उपयोग की जाने वाली अधिकांश सामग्री कम लागत वाली होती है। व्यवहार में कई महंगी सामग्री, विशेष रूप से प्लैटिनम और दयाता को खत्म करना मुश्किल प्रमाणित हुआ है, और तरल विद्युत-अपघट्य सभी मौसम में उपयोग के लिए उपयुक्त सेल बनाने के लिए एक गंभीर चुनौती प्रस्तुत करता है। यद्यपि इसकी रूपांतरण दक्षता सर्वोत्तम पतली-फिल्म कोशिकाओं से कम है, सिद्धांत रूप में इसकी कीमत/प्रदर्शन अनुपात ग्रिड समानता प्राप्त करके जीवाश्म ईंधन विद्युत उत्पादन के साथ प्रतिस्पर्धा करने की अनुमति देने के लिए पर्याप्त होना चाहिए। वाणिज्यिक अनुप्रयोग, जो रासायनिक स्थिरता की समस्याओं के कारण रुके हुए थे, 2020 तक नवीकरणीय विद्युत उत्पादन में महत्वपूर्ण योगदान देने के लिए यूरोपीय संघ फोटोवोल्टिक रोडमैप में पूर्वानुमान लगाया गया था।

वर्तमान तकनीक: अर्धचालक सौर सेल
एक पारंपरिक ठोस अवस्था ([[इलेक्ट्रॉनिक्स)]] | ठोस अवस्था अर्धचालक में, एक सौर सेल दो डोप्ड क्रिस्टल से बना होता है, एक एन-टाइप अशुद्धियों (एन-टाइप अर्ध-संचालक) के साथ उन्मादित किया जाता है, जो अतिरिक्त मुक्त चालन बैंड इलेक्ट्रॉनों को जोड़ता है, और दूसरा उन्मादित किया जाता है। पी-टाइप अशुद्धियों (पी-प्रकार अर्धचालक) के साथ, जो अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन छिद्र जोड़ते हैं। जब संपर्क में रखा जाता है, तो n-प्रकार के हिस्से में कुछ इलेक्ट्रॉन छेद इलेक्ट्रॉनों को भरने के लिए p-प्रकार में प्रवाहित होते हैं, जिन्हें इलेक्ट्रॉन छिद्र भी कहा जाता है। आखिरकार दो सामग्रियों के फर्मी स्तरों को बराबर करने के लिए सीमा के पार पर्याप्त इलेक्ट्रॉन प्रवाहित होंगे। परिणाम अन्तराफलक पर एक क्षेत्र है, पी-एन जंक्शन, जहां आवेश वाहक कम हो जाते हैं और / या अन्तराफलक के प्रत्येक तरफ जमा हो जाते हैं। सिलिकॉन में, इलेक्ट्रॉनों का यह स्थानांतरण लगभग 0.6 से 0.7 eV का संभावित अवरोध उत्पन्न करता है। जब धूप में रखा जाता है, तो सूर्य के प्रकाश के फोटॉन अर्ध-संचालक के पी-टाइप साइड पर इलेक्ट्रॉनों को उत्तेजित कर सकते हैं, इस प्रक्रिया को photoexcitation  के रूप में जाना जाता है। सिलिकॉन में, सूरज की रोशनी एक इलेक्ट्रॉन को निम्न-ऊर्जा संयोजी बंध से उच्च-ऊर्जा चालन बैंड में धकेलने के लिए पर्याप्त ऊर्जा प्रदान कर सकती है। जैसा कि नाम से ही स्पष्ट है, चालन बैंड में इलेक्ट्रॉन सिलिकॉन के बारे में स्थानांतरित करने के लिए स्वतंत्र हैं। जब पूरे सेल में लोड रखा जाता है, तो ये इलेक्ट्रॉन पी-टाइप साइड से एन-टाइप साइड में प्रवाहित होंगे, बाहरी सर्किट के माध्यम से चलते समय ऊर्जा खो देंगे, और फिर पी-टाइप सामग्री में वापस प्रवाहित होंगे जहां वे एक बार फिर से अपने पीछे छोड़े गए वैलेंस-बैंड होल के साथ फिर से जुड़ सकते हैं। इस प्रकार सूर्य का प्रकाश विद्युत धारा का निर्माण करता है।

किसी भी अर्ध-संचालक में, ऊर्जा अंतराल का मतलब है कि केवल उस मात्रा की ऊर्जा वाले फोटॉन, या उससे अधिक, करंट उत्पन्न करने में योगदान देंगे। सिलिकॉन के मामले में, लाल से बैंगनी रंग के अधिकांश दृश्यमान प्रकाश में ऐसा करने के लिए पर्याप्त ऊर्जा होती है। दुर्भाग्य से उच्च ऊर्जा फोटॉन, जो स्पेक्ट्रम के नीले और बैंगनी छोर पर हैं, बैंड गैप को पार करने के लिए पर्याप्त ऊर्जा से अधिक है; हालाँकि इस अतिरिक्त ऊर्जा में से कुछ को इलेक्ट्रॉनों में स्थानांतरित कर दिया जाता है, लेकिन इसका अधिकांश भाग ऊष्मा के रूप में बर्बाद हो जाता है। एक और मुद्दा यह है कि एक फोटॉन को कैप्चर करने का उचित मौका पाने के लिए, एन-टाइप परत अपेक्षाकृत अधिक मोटी होनी चाहिए। इससे यह संभावना भी बढ़ जाती है कि एक ताजा निकला हुआ इलेक्ट्रॉन पी-एन जंक्शन तक पहुंचने से पहले सामग्री में पहले से बनाए गए छेद से मिल जाएगा। ये प्रभाव सिलिकॉन सौर कोशिकाओं की दक्षता पर ऊपरी सीमा का उत्पादन करते हैं, वर्तमान में सामान्य मॉड्यूल के लिए लगभग 12 से 15% और सर्वश्रेष्ठ प्रयोगशाला कोशिकाओं के लिए 25% तक (33.16% सिंगल बैंड गैप सौर कोशिकाओं के लिए सैद्धांतिक अधिकतम दक्षता है, शॉक्ले-क्विसर सीमा देखें।)

पारंपरिक दृष्टिकोण के साथ अब तक की सबसे बड़ी समस्या लागत है; उचित फोटॉन कैप्चर दर प्राप्त करने के लिए सौर कोशिकाओं को डोप्ड सिलिकॉन की अपेक्षाकृत मोटी परत की आवश्यकता होती है, और सिलिकॉन प्रसंस्करण महंगा होता है। पिछले एक दशक में इस लागत को कम करने के लिए कई अलग-अलग दृष्टिकोण रहे हैं, विशेष रूप से पतली-फिल्म दृष्टिकोण, लेकिन आज तक उन्होंने विभिन्न प्रकार की व्यावहारिक समस्याओं के कारण सीमित आवेदन देखा है। बहु-जंक्शन दृष्टिकोण के माध्यम से नाटकीय रूप से दक्षता में सुधार करने के लिए अनुसंधान की एक और पंक्ति रही है, हालांकि ये सेल बहुत अधिक लागत वाले हैं और केवल बड़े वाणिज्यिक तैनाती के लिए उपयुक्त हैं। सामान्य शब्दों में रूफटॉप परिनियोजन के लिए उपयुक्त प्रकार के सेल दक्षता में महत्वपूर्ण रूप से नहीं बदले हैं, हालांकि आपूर्ति में वृद्धि के कारण लागत में कुछ कमी आई है।

डाई-संवेदीकृत सौर सेल
1960 के दशक के उत्तरार्ध में यह पता चला कि प्रबुद्ध कार्बनिक रंग इलेक्ट्रोकेमिकल कोशिकाओं में ऑक्साइड इलेक्ट्रोड पर विद्युत उत्पन्न कर सकते हैं। प्रकाश संश्लेषण में प्राथमिक प्रक्रियाओं को समझने और अनुकरण करने के प्रयास में बर्कले में कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय में पालक (बायो-मिमेटिक या बायोनिक दृष्टिकोण) से निकाले गए क्लोरोफिल के साथ घटना का अध्ययन किया गया था। ऐसे प्रयोगों के आधार पर 1972 में डाई संवेदीकरण सौर सेल (डाई-संवेदीकृत सौर सेल) सिद्धांत के माध्यम से विद्युत ऊर्जा उत्पादन का प्रदर्शन और चर्चा की गई। डाई सोलर सेल की अस्थिरता को एक मुख्य चुनौती के रूप में पहचाना गया। इसकी दक्षता, अगले दो दशकों के दौरान, ठीक ऑक्साइड पाउडर से तैयार इलेक्ट्रोड की सरंध्रता को अनुकूलित करके सुधारी जा सकती है, लेकिन अस्थिरता एक समस्या बनी रही। एक आधुनिक एन-प्रकार डाई-संवेदीकृत सौर सेल, डाई-संवेदीकृत सौर सेल का सबसे सामान्य प्रकार, रंजातु डाइऑक्साइड  नैनोकणों की एक झरझरा परत से बना है, जो एक आणविक डाई से ढका हुआ है जो सूरज की रोशनी को अवशोषित करता है, जैसे हरी पत्तियों में क्लोरोफिल। टाइटेनियम डाइऑक्साइड एक विद्युत-अपघट्य समाधान के तहत विसर्जित होता है, जिसके ऊपर प्लेटिनम-आधारित उत्प्रेरक होता है। एक पारंपरिक क्षारीय बैटरी के रूप में, एक एनोड (टाइटेनियम डाइऑक्साइड) और एक कैथोड (प्लैटिनम) एक तरल कंडक्टर (विद्युत-अपघट्य) के दोनों तरफ रखा जाता है।

एन-टाइप डाई-संवेदीकृत सौर सेल के लिए कार्य सिद्धांत को कुछ बुनियादी चरणों में संक्षेपित किया जा सकता है। सूरज की रोशनी पारदर्शी इलेक्ट्रोड के माध्यम से डाई परत में गुजरती है जहां यह इलेक्ट्रॉनों को उत्तेजित कर सकती है जो फिर एन-टाइप अर्ध-संचालक, सामान्य रूप से टाइटेनियम डाइऑक्साइड के चालन बैंड में प्रवाहित होती है। टाइटेनियम डाइऑक्साइड से इलेक्ट्रॉन तब पारदर्शी इलेक्ट्रोड की ओर प्रवाहित होते हैं जहां उन्हें लोड करने के लिए एकत्र किया जाता है। बाहरी सर्किट के माध्यम से प्रवाहित होने के बाद, उन्हें पीठ पर एक धातु इलेक्ट्रोड पर सेल में फिर से पेश किया जाता है, जिसे काउंटर इलेक्ट्रोड के रूप में भी जाना जाता है, और विद्युत-अपघट्य में प्रवाहित होता है। विद्युत-अपघट्य तब इलेक्ट्रॉनों को डाई अणुओं में वापस ले जाता है और ऑक्सीकृत डाई को पुन: उत्पन्न करता है।

उपरोक्त मूल कार्य सिद्धांत, पी-टाइप डाई-संवेदीकृत सौर सेल में समान है, जहां डाई-सेंसिटाइज्ड अर्ध-संचालक पी-टाइप अर्ध-संचालक का है। पी-टाइप प्रकृति (सामान्य रूप से निकल ऑक्साइड)। हालांकि, अर्धचालक में एक इलेक्ट्रॉन को इंजेक्ट करने के बजाय, पी-टाइप डाई-संवेदीकृत सौर सेल में, एक इलेक्ट्रॉन छेद डाई से पी-टाइप अर्ध-संचालक के वैलेंस बैंड में प्रवाहित होता है। डाई-सेंसिटाइज़्ड सौर सेल एक पारंपरिक सेल डिज़ाइन में सिलिकॉन द्वारा प्रदान किए गए दो कार्यों को अलग करते हैं। सामान्य रूप से सिलिकॉन फोटोइलेक्ट्रॉनों के स्रोत के रूप में कार्य करता है, साथ ही आवेशों को अलग करने और करंट बनाने के लिए विद्युत क्षेत्र प्रदान करता है। डाई-संवेदीकृत सौर सेल में, अर्ध-संचालक का बड़ा हिस्सा केवल आवेश ट्रांसपोर्ट के लिए उपयोग किया जाता है, फोटोइलेक्ट्रॉन एक अलग प्रकाश द्वारा सहज प्रभावित  डाई से प्रदान किए जाते हैं। आवेश पृथक्करण डाई, अर्ध-संचालक और विद्युत-अपघट्य के बीच की सतहों पर होता है।

डाई के अणु अपेक्षाकृत अधिक छोटे (नैनोमीटर आकार के) होते हैं, इसलिए आने वाली रोशनी की एक उचित मात्रा पर कब्जा करने के लिए डाई अणुओं की परत को अणुओं की तुलना में अपेक्षाकृत अधिक मोटा, अपेक्षाकृत अधिक मोटा बनाने की जरूरत होती है। इस समस्या का समाधान करने के लिए, एक नैनो सामग्री का उपयोग 3-डी मैट्रिक्स में बड़ी संख्या में डाई अणुओं को रखने के लिए मचान के रूप में किया जाता है, जिससे सेल के किसी भी सतह क्षेत्र के लिए अणुओं की संख्या बढ़ जाती है। सम्मिलित डिजाइनों में, यह मचान अर्धचालक सामग्री द्वारा प्रदान किया जाता है, जो दोहरे कर्तव्य का कार्य करता है।

काउंटर इलेक्ट्रोड सामग्री
डाई-संवेदीकृत सौर सेल के सबसे महत्वपूर्ण घटकों में से एक काउंटर इलेक्ट्रोड है। जैसा कि पहले कहा गया है, काउंटर इलेक्ट्रोड बाहरी सर्किट से इलेक्ट्रॉनों को इकट्ठा करने और रिडॉक्स  शटल की कमी प्रतिक्रिया को उत्प्रेरित करने के लिए विद्युत-अपघट्य में वापस लाने के लिए जिम्मेदार है, सामान्य रूप से I3- से I -. इस प्रकार, काउंटर इलेक्ट्रोड के लिए न केवल उच्च विद्युत प्रतिरोधकता और चालकता और प्रसार क्षमता होना महत्वपूर्ण है, बल्कि विद्युत रासायनिक स्थिरता, उच्च उत्प्रेरक और उपयुक्त इलेक्ट्रॉनिक बैंड संरचना भी है। वर्तमान में उपयोग की जाने वाली सबसे सामान्य काउंटर इलेक्ट्रोड सामग्री डाई-संवेदीकृत सौर सेल में प्लैटिनम है, लेकिन इसकी उच्च लागत और दुर्लभ संसाधनों के कारण टिकाऊ नहीं है। इस प्रकार, नए हाइब्रिड और डोप्ड सामग्रियों की खोज के लिए बहुत अधिक शोध पर ध्यान केंद्रित किया गया है जो प्लेटिनम को तुलनीय या अधितकम इलेक्ट्रोकैटलिटिक प्रदर्शन से बदल सकते हैं। इस तरह की एक श्रेणी का व्यापक रूप से अध्ययन किया जा रहा है जिसमें कोबाल्ट, निकल  और आयरन (CCNI) के काल्कोजन यौगिक सम्मिलित हैं, विशेष रूप से परिणामी प्रदर्शन पर आकृति विज्ञान, स्तुईचिओमेटरी और तालमेल के प्रभाव। यह पाया गया है कि सामग्री की मौलिक संरचना के अलावा, ये तीन पैरामीटर परिणामी काउंटर इलेक्ट्रोड दक्षता को बहुत प्रभावित करते हैं। बेशक, वर्तमान में कई अन्य सामग्रियों पर शोध किया जा रहा है, जैसे अत्यधिक मेसोपोरस कार्बन,  विश्वास करना  आधारित सामग्री, सोने की नैनोस्ट्रक्चर, साथ ही सीसा-आधारित नैनोक्रिस्टल। हालांकि, निम्नलिखित अनुभाग डाई-संवेदीकृत सौर सेल काउंटर इलेक्ट्रोड प्रदर्शन को अनुकूलित करने के लिए विशेष रूप से सीसीएनआई से संबंधित विभिन्न प्रकार के चल रहे शोध प्रयासों को संकलित करता है।

आकृति विज्ञान
समान संरचना के साथ भी, काउंटर इलेक्ट्रोड बनाने वाले नैनोकणों की आकृति विज्ञान समग्र फोटोवोल्टिक की दक्षता निर्धारित करने में ऐसी अभिन्न भूमिका निभाते हैं। क्योंकि सामग्री की इलेक्ट्रोकालिटिक क्षमता रेडॉक्स प्रजातियों के प्रसार और कमी को सुविधाजनक बनाने के लिए उपलब्ध सतह क्षेत्र की मात्रा पर अत्यधिक निर्भर है, डाई-संवेदीकृत सौर सेलकाउंटर इलेक्ट्रोड के लिए नैनोस्ट्रक्चर के आकारिकी को समझने और अनुकूलित करने के लिए कई शोध प्रयासों पर ध्यान केंद्रित किया गया है।

2017 में, हुआंग एट अल। CoSe के माइक्रोएल्शन-असिस्टेड हाइड्रोथर्मल सिंथेसिस में विभिन्न सर्फेक्टेंट का उपयोग किया2/कोसेओ3 मिश्रित क्रिस्टल नैनोक्यूब, नैनोरोड्स और नैनोकणों का उत्पादन करने के लिए। इन तीन आकारिकी की तुलना से पता चला है कि सबसे बड़े इलेक्ट्रोएक्टिव सतह क्षेत्र होने के कारण हाइब्रिड समग्र नैनोकणों में 9.27% ​​की उच्चतम शक्ति रूपांतरण दक्षता थी, जो इसके प्लैटिनम समकक्ष से भी अधिक थी। इतना ही नहीं, नैनोपार्टिकल आकृति विज्ञान ने एनोडिक और कैथोडिक शिखर क्षमता के बीच उच्चतम शिखर वर्तमान घनत्व और सबसे छोटे संभावित अंतर को प्रदर्शित किया, इस प्रकार सर्वोत्तम इलेक्ट्रोकैटलिटिक क्षमता का अर्थ है।

एक समान अध्ययन लेकिन एक अलग प्रणाली के साथ, डू एट अल। 2017 में यह निर्धारित किया गया कि NiCo का टर्नरी ऑक्साइड2O4 नैनोरोड्स या नैनोशीट्स की तुलना में nanoflower के रूप में सबसे बड़ी विद्युत रूपांतरण दक्षता और इलेक्ट्रोकैटलिटिक क्षमता थी। डू एट अल। महसूस किया कि नैनोफ्लॉवर के बड़े सक्रिय सतह क्षेत्रों का दोहन करने में मदद करने वाले विभिन्न विकास तंत्रों की खोज अन्य क्षेत्रों में डाई-संवेदीकृत सौर सेल अनुप्रयोगों को विस्तारित करने के लिए एक अवसर प्रदान कर सकती है।

स्टोइकोमेट्री
निस्संदेह, काउंटर इलेक्ट्रोड के रूप में उपयोग की जाने वाली सामग्री की संरचना एक कार्यशील फोटोवोल्टिक बनाने के लिए बेहद महत्वपूर्ण है, क्योंकि कुशल इलेक्ट्रॉन विनिमय की अनुमति देने के लिए वैलेंस और चालन ऊर्जा बैंड रेडॉक्स विद्युत-अपघट्य प्रजातियों के साथ ओवरलैप होना चाहिए।

2018 में, जिन एट अल। तैयार त्रिगुट निकल कोबाल्ट सेलेनाइड (नीxसहyपरिणामी सेल प्रदर्शन पर इसके प्रभाव को समझने के लिए निकल और कोबाल्ट के विभिन्न स्टोइकोमेट्रिक अनुपातों पर फिल्में। निकेल और कोबाल्ट बायमेटेलिक मिश्र धातुओं को उत्कृष्ट इलेक्ट्रॉन चालन और स्थिरता के लिए जाना जाता था, इसलिए इसके स्टोइकोमेट्री का अनुकूलन आदर्श रूप से इसके एकल धातु समकक्षों की तुलना में अधिक कुशल और स्थिर सेल प्रदर्शन का उत्पादन करेगा। ऐसा परिणाम है कि जिन एट अल। पाया, नी के रूप में0.12सह0.80एसई ने अपने प्लेटिनम और बाइनरी सेलेनाइड समकक्षों की तुलना में अधितकम विद्युत रूपांतरण दक्षता (8.61%), कम आवेश ट्रांसफर प्रतिबाधा और उच्च इलेक्ट्रोकैटलिटिक क्षमता हासिल की।

सिनर्जी === एक अंतिम क्षेत्र जिसका सक्रिय रूप से अध्ययन किया गया है, वह अधितकम इलेक्ट्रोएक्टिव प्रदर्शन को बढ़ावा देने में विभिन्न सामग्रियों की सहक्रिया है। चाहे विभिन्न आवेश परिवहन सामग्री, विद्युत रासायनिक प्रजातियों, या आकारिकी के माध्यम से, विभिन्न सामग्रियों के बीच सहक्रियात्मक संबंध का दोहन करने से नए काउंटर इलेक्ट्रोड सामग्री का मार्ग प्रशस्त हुआ है।

2016 में, लू एट अल। काउंटर इलेक्ट्रोड बनाने के लिए कम ग्राफीन ऑक्साइड (rGO) नैनोफ्लेक्स के साथ मिश्रित निकल कोबाल्ट सल्फाइड सूक्ष्म कण ्स। लू एट अल। न केवल यह पता चला कि आरजीओ ने ट्राइआयोडाइड की कमी को तेज करने में सह-उत्प्रेरक के रूप में काम किया, बल्कि यह भी कि माइक्रोपार्टिकल्स और आरजीओ में एक सहक्रियात्मक अंतःक्रिया थी जिसने समग्र प्रणाली के आवेश ट्रांसफर प्रतिरोध को कम कर दिया। यद्यपि इस प्रणाली की दक्षता इसके प्लेटिनम एनालॉग (NCS/rGO प्रणाली की दक्षता: 8.96%; Pt प्रणाली की दक्षता: 9.11%) से थोड़ी कम थी, इसने एक मंच प्रदान किया जिस पर आगे अनुसंधान किया जा सकता है।

निर्माण
मूल ग्रेटजेल और ब्रायन ओ'रीगन (केमिस्ट)|ओ'रीगन डिजाइन के मामले में, सेल में 3 प्राथमिक भाग होते हैं। शीर्ष पर फ्लोराइड-डोप्ड टिन डाइऑक्साइड (SnO2: एफ) एक (सामान्य रूप से कांच) प्लेट के पीछे जमा होता है। इस प्रवाहकीय प्लेट के पीछे टाइटेनियम डाइऑक्साइड (TiO2), जो अत्यधिक उच्च सतह क्षेत्र के साथ अत्यधिक झरझरा संरचना में बनता है। (टीआईओ2) रासायनिक रूप से सिंटरिंग नामक प्रक्रिया से बंधे होते हैं। TiO2 केवल सौर फोटोन (यूवी में) के एक छोटे से अंश को अवशोषित करता है। इसके बाद प्लेट को एक सहज रूथेनियम-पाइरिडीन डाई (जिसे आणविक संवेदी भी कहा जाता है) के मिश्रण में डुबोया जाता है। और एक विलायक। विकट के बाद: फिल्म को डाई के घोल में भिगोने के बाद, डाई की एक पतली परत TiO की सतह पर सहसंयोजक रूप से बंधी रह जाती है2. बांड या तो एस्टर, चेलेटिंग, या बिडेंटेट ब्रिजिंग लिंकेज है।

एक अलग प्लेट तब योडिद  विद्युत-अपघट्य की एक पतली परत के साथ एक प्रवाहकीय शीट, सामान्य रूप से प्लैटिनम धातु पर फैली हुई होती है। विद्युत-अपघट्य को लीक होने से रोकने के लिए दो प्लेटों को एक साथ जोड़ा और सील किया जाता है। निर्माण इतना सरल है कि उन्हें हाथ से बनाने के लिए हॉबी किट उपलब्ध हैं। हालांकि वे कई उन्नत सामग्रियों का उपयोग करते हैं, ये सामान्य कोशिकाओं के लिए आवश्यक सिलिकॉन की तुलना में सस्ती हैं क्योंकि उन्हें महंगे निर्माण चरणों की आवश्यकता नहीं होती है। TiO2उदाहरण के लिए, पहले से ही पेंट बेस के रूप में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

कुशल डाई-संवेदीकृत सौर सेल उपकरणों में से एक रूथेनियम-आधारित आणविक डाई का उपयोग करता है, उदा। [आरयू (4,4'-डाइकार्बोक्सी-2,2'-बिपिरिडीन)2(एनसीएस)2] (N3), जो कि कार्बोक्सिलेट मोएटीज़ के माध्यम से एक फोटोएनोड से जुड़ा है। फोटोएनोड में पारदर्शी 10–20 एनएम व्यास TiO की 12μm मोटी फिल्म होती है2 नैनोकणों को बहुत बड़े (400 एनएम व्यास) कणों की 4μm मोटी फिल्म के साथ कवर किया गया है जो फोटॉन को पारदर्शी फिल्म में वापस बिखेर देता है। उत्तेजित डाई तेजी से एक इलेक्ट्रॉन को TiO में इंजेक्ट करती है2 प्रकाश अवशोषण के बाद। इंजेक्ट किया गया इलेक्ट्रॉन निसादित कण नेटवर्क के माध्यम से सामने की ओर पारदर्शी संवाहक ऑक्साइड (TCO) इलेक्ट्रोड पर एकत्र किया जाता है, जबकि डाई को एक रेडॉक्स शटल, I द्वारा कमी के माध्यम से पुनर्जीवित किया जाता है।3-/आई-, एक घोल में घुल गया। काउंटर इलेक्ट्रोड के लिए शटल के ऑक्सीकृत रूप का प्रसार सर्किट को पूरा करता है।

डाई-संवेदीकृत सौर सेल का तंत्र
निम्नलिखित कदम एक पारंपरिक एन-टाइप डाई-संवेदीकृत सौर सेल फोटोन (प्रकाश) को वर्तमान में परिवर्तित करते हैं: 1. The incident photon is absorbed by the photosensitizer (eg. Ru complex) adsorbed on the TiO2 surface.

2. The photosensitizers are excited from the ground state (S) to the excited state (S∗). The excited electrons are injected into the conduction band of the TiO2 electrode. This results in the oxidation of the photosensitizer (S+).

3. The injected electrons in the conduction band of TiO2 are transported between TiO2 nanoparticles with diffusion toward the back contact (TCO). And the electrons finally reach the counter electrode through the circuit.

4. The oxidized photosensitizer (S+) accepts electrons from the redox mediator, typically I− ion redox mediator, leading to regeneration of the ground state (S), and two I−-Ions are oxidized to elementary Iodine which reacts with I− to the oxidized state, I3−.

5. The oxidized redox mediator, I3−, diffuses toward the counter electrode and then it is reduced to I− ions. डाई-संवेदीकृत सौर सेल की दक्षता घटक के चार ऊर्जा स्तरों पर निर्भर करती है: उत्तेजित अवस्था (लगभग LUMO) और फोटोसेंसिटाइज़र की जमीनी अवस्था (HOMO), TiO का फर्मी स्तर2 इलेक्ट्रोड और मध्यस्थ की रेडॉक्स क्षमता (आई-/आई3-) विद्युत-अपघट्य में।

नैनोप्लांट जैसी आकारिकी
डाई-संवेदीकृत सौर सेल में, इलेक्ट्रोड में पापी अर्धचालक नैनोकण होते हैं, मुख्य रूप से टीआईओ2 या जेएनओ। ये नैनोपार्टिकल डाई-संवेदीकृत सौर सेल इलेक्ट्रॉन परिवहन के लिए अर्धचालक नैनोकणों के माध्यम से ट्रैप-सीमित प्रसार पर भरोसा करते हैं। यह डिवाइस की दक्षता को सीमित करता है क्योंकि यह एक धीमा परिवहन तंत्र है। पुनर्संयोजन विकिरण की लंबी तरंग दैर्ध्य पर होने की अधिक संभावना है। इसके अलावा, नैनोकणों के सिंटरिंग के लिए लगभग 450 °C के उच्च तापमान की आवश्यकता होती है, जो इन कोशिकाओं के निर्माण को मजबूत, कठोर ठोस सबस्ट्रेट्स तक सीमित कर देता है। यह प्रमाणित हो चुका है कि डाई-संवेदीकृत सौर सेल की दक्षता में वृद्धि होती है, अगर निसादित नैनोपार्टिकल इलेक्ट्रोड को एक विशेष रूप से डिजाइन किए गए इलेक्ट्रोड से बदल दिया जाता है जिसमें एक विदेशी 'नैनोप्लांट-जैसी' आकारिकी होती है।

ऑपरेशन
एक पारंपरिक एन-टाइप डाई-संवेदीकृत सौर सेल में, सूरज की रोशनी पारदर्शी एसएनओ के माध्यम से सेल में प्रवेश करती है2: एफ शीर्ष संपर्क, टीआईओ की सतह पर डाई को मारना2. अवशोषित होने के लिए पर्याप्त ऊर्जा के साथ डाई पर प्रहार करने वाले फोटॉन डाई की एक उत्तेजित अवस्था बनाते हैं, जिससे एक इलेक्ट्रॉन को सीधे TiO के चालन बैंड में इंजेक्ट किया जा सकता है।2. वहां से यह शीर्ष पर स्पष्ट एनोड के लिए प्रसार (एक इलेक्ट्रॉन एकाग्रता ढाल के परिणामस्वरूप) से चलता है।

इस बीच, डाई अणु ने एक इलेक्ट्रॉन खो दिया है और यदि दूसरा इलेक्ट्रॉन प्रदान नहीं किया जाता है तो अणु विघटित हो जाएगा। डाई TiO के नीचे विद्युत-अपघट्य में आयोडाइड से एक पट्टी करता है2, इसे ट्रायोड्स का  में ऑक्सीकरण करना। यह प्रतिक्रिया उस समय की तुलना में अपेक्षाकृत अधिक तेजी से होती है, जब इंजेक्ट किए गए इलेक्ट्रॉन को ऑक्सीकृत डाई अणु के साथ पुनर्संयोजन करने में समय लगता है, इस पुनर्संयोजन प्रतिक्रिया को रोकता है जो प्रभावी रूप से सौर सेल को  शार्ट सर्किट  करेगा।

ट्राइआयोडाइड तब अपने लापता इलेक्ट्रॉन को यांत्रिक रूप से कोशिका के तल तक फैलाकर पुनः प्राप्त करता है, जहां प्रतिकूल इलेक्ट्रोड  बाहरी सर्किट के माध्यम से प्रवाहित होने के बाद इलेक्ट्रॉनों को फिर से पेश करता है।

दक्षता
सौर कोशिकाओं की विशेषता के लिए कई महत्वपूर्ण उपायों का उपयोग किया जाता है। सबसे स्पष्ट है सेल पर चमकने वाली सौर ऊर्जा की दी गई मात्रा के लिए उत्पादित विद्युत शक्ति की कुल मात्रा। प्रतिशत के रूप में व्यक्त, इसे सौर रूपांतरण दक्षता के रूप में जाना जाता है। विद्युत शक्ति वर्तमान और वोल्टेज का उत्पाद है, इसलिए इन मापों के लिए अधिकतम मान भी महत्वपूर्ण हैं, जेsc और वीoc क्रमश। अंत में, अंतर्निहित भौतिकी को समझने के लिए, क्वांटम दक्षता का उपयोग इस संभावना की तुलना करने के लिए किया जाता है कि एक फोटॉन (किसी विशेष ऊर्जा का) एक इलेक्ट्रॉन का निर्माण करेगा।

क्वांटम दक्षता के संदर्भ में, डाई-संवेदीकृत सौर सेल अत्यंत कुशल हैं। नैनोसंरचना में उनकी गहराई के कारण बहुत अधिक संभावना है कि एक फोटॉन अवशोषित हो जाएगा, और रंजक उन्हें इलेक्ट्रॉनों में परिवर्तित करने में बहुत प्रभावी होते हैं। डाई-संवेदीकृत सौर सेल में सम्मिलित अधिकांश छोटे नुकसान TiO में चालन हानियों के कारण होते हैं2 और स्पष्ट इलेक्ट्रोड, या सामने वाले इलेक्ट्रोड में ऑप्टिकल नुकसान। हरे रंग की रोशनी के लिए समग्र क्वांटम दक्षता लगभग 90% है, जिसमें 10% का नुकसान मुख्य रूप से शीर्ष इलेक्ट्रोड में ऑप्टिकल नुकसान के कारण होता है। पारंपरिक डिजाइनों की क्वांटम दक्षता उनकी मोटाई के आधार पर भिन्न होती है, लेकिन डाई-संवेदीकृत सौर सेल के समान ही होती है।

सिद्धांत रूप में, इस तरह के सेल द्वारा उत्पन्न अधिकतम वोल्टेज TiO के (अर्ध-) फर्मी स्तर के बीच का अंतर है।2 और विद्युत-अपघट्य की रेडॉक्स क्षमता, सौर रोशनी की स्थिति में लगभग 0.7 V (Voc). यानी, अगर एक खुले सर्किट में एक प्रबुद्ध डाई-संवेदीकृत सौर सेल वोल्टमीटर से जुड़ा है, तो यह लगभग 0.7 वी पढ़ेगा। वोल्टेज के संदर्भ में, डाई-संवेदीकृत सौर सेल थोड़ा अधिक वी प्रदान करते हैंoc सिलिकॉन की तुलना में, 0.6 V की तुलना में लगभग 0.7 V। यह अपेक्षाकृत अधिक छोटा अंतर है, इसलिए वास्तविक दुनिया के अंतर वर्तमान उत्पादन पर हावी हैं, Jsc.

हालांकि डाई अवशोषित फोटॉनों को टीआईओ में मुक्त इलेक्ट्रॉनों में परिवर्तित करने में अत्यधिक कुशल है2, डाई द्वारा अवशोषित केवल फोटॉन अंततः करंट उत्पन्न करते हैं। फोटॉन अवशोषण की दर संवेदनशील टीआईओ के अवशोषण स्पेक्ट्रम पर निर्भर करती है2 परत और सौर प्रवाह स्पेक्ट्रम पर। इन दो स्पेक्ट्रा के बीच ओवरलैप अधिकतम संभव फोटोक्रेक्ट निर्धारित करता है। सामान्य रूप से इस्तेमाल किए जाने वाले डाई अणुओं में सामान्य रूप से सिलिकॉन की तुलना में स्पेक्ट्रम के लाल हिस्से में खराब अवशोषण होता है, जिसका अर्थ है कि सूर्य के प्रकाश में कम फोटॉन वर्तमान पीढ़ी के लिए उपयोग योग्य हैं। ये कारक डाई-संवेदीकृत सौर सेल द्वारा उत्पन्न वर्तमान को सीमित करते हैं, तुलना के लिए, एक पारंपरिक सिलिकॉन-आधारित सौर सेल लगभग 35 एम्पेयर /सेमी प्रदान करता है।2, जबकि वर्तमान डाई-संवेदीकृत सौर सेल लगभग 20 mA/cm प्रदान करते हैं 2।

सम्मिलित डाई-संवेदीकृत सौर सेल के लिए समग्र पीक पावर रूपांतरण क्षमता लगभग 11% है। प्रोटोटाइप का वर्तमान रिकॉर्ड 15% है।

गिरावट
प्रकाश के संपर्क में आने पर डाई-संवेदीकृत सौर सेल ख़राब हो जाते हैं। 2014 में सामान्य रूप से इस्तेमाल किए जाने वाले अनाकार स्पाइरो-मीओटीएडी होल-ट्रांसपोर्ट लेयर की हवा में घुसपैठ को ऑक्सीकरण के बजाय गिरावट के प्राथमिक कारण के रूप में पहचाना गया था। उचित बैरियर लगाने से नुकसान से बचा जा सकता है। बाधा परत में यूवी स्टेबलाइजर्स और/या यूवी अवशोषक चमक  क्रोमोफोरस (जो लंबे तरंग दैर्ध्य पर उत्सर्जित होते हैं जिन्हें डाई द्वारा पुन: अवशोषित किया जा सकता है) और एंटीऑक्सिडेंट सम्मिलित हो सकते हैं ताकि सेल की दक्षता की रक्षा और सुधार हो सके।

लाभ
डाई-संवेदीकृत सौर सेल वर्तमान में सबसे कुशल तीसरी पीढ़ी हैं (2005 बेसिक रिसर्च सोलर एनर्जी यूटिलाइजेशन 16) सोलर टेक्नोलॉजी उपलब्ध। अन्य पतली-फिल्म प्रौद्योगिकियां सामान्य रूप से 5% और 13% के बीच होती हैं, और पारंपरिक कम लागत वाले वाणिज्यिक सिलिकॉन पैनल 14% और 17% के बीच काम करते हैं। यह डाई-संवेदीकृत सौर सेल को रूफटॉप सोलर कलेक्टर जैसे कम घनत्व वाले अनुप्रयोगों में सम्मिलित तकनीकों के प्रतिस्थापन के रूप में आकर्षक बनाता है, जहां यांत्रिक मजबूती और ग्लास-लेस कलेक्टर का हल्का वजन एक प्रमुख लाभ है। वे बड़े पैमाने पर तैनाती के लिए उतने आकर्षक नहीं हो सकते हैं, जहां उच्च-लागत उच्च-दक्षता वाले सेल अधिक व्यवहार्य हैं, लेकिन डाई-संवेदीकृत सौर सेल रूपांतरण दक्षता में छोटी वृद्धि भी उन्हें इनमें से कुछ भूमिकाओं के लिए उपयुक्त बना सकती है।

एक और क्षेत्र है जहां डाई-संवेदीकृत सौर सेल विशेष रूप से आकर्षक हैं। एक इलेक्ट्रॉन को सीधे TiO में इंजेक्ट करने की प्रक्रिया2 एक पारंपरिक सेल में होने वाले से गुणात्मक रूप से भिन्न होता है, जहां मूल क्रिस्टल के भीतर इलेक्ट्रॉन को बढ़ावा दिया जाता है। सिद्धांत रूप में, उत्पादन की कम दरों को देखते हुए, सिलिकॉन में उच्च-ऊर्जा इलेक्ट्रॉन अपने छेद के साथ फिर से जुड़ सकता है, जिससे एक फोटॉन (या ऊर्जा का अन्य रूप) निकलता है, जिसके परिणामस्वरूप करंट उत्पन्न नहीं होता है। हालांकि यह विशेष मामला सामान्य नहीं हो सकता है, लेकिन किसी अन्य परमाणु द्वारा उत्पन्न इलेक्ट्रॉन के लिए पिछले फोटोएक्सिटेशन में पीछे छोड़े गए छेद के साथ संयोजन करना अपेक्षाकृत अधिक आसान है।

इसकी तुलना में, डाई-संवेदीकृत सौर सेल में उपयोग की जाने वाली इंजेक्शन प्रक्रिया TiO में छेद नहीं करती है2, केवल एक अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन। यद्यपि यह इलेक्ट्रॉन के लिए डाई में पुन: संयोजन करने के लिए ऊर्जावान रूप से संभव है, जिस दर पर यह होता है वह उस दर की तुलना में अपेक्षाकृत अधिक धीमी है जिस पर डाई आसपास के विद्युत-अपघट्य से एक इलेक्ट्रॉन को पुनः प्राप्त करता है। TiO से सीधे पुनर्संयोजन2 विद्युत-अपघट्य में प्रजातियों के लिए भी संभव है, हालांकि, फिर से, अनुकूलित उपकरणों के लिए यह प्रतिक्रिया धीमी है। इसके विपरीत, प्लेटिनम लेपित इलेक्ट्रोड से विद्युत-अपघट्य में प्रजातियों के लिए इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण आवश्यक रूप से बहुत तेज है।

इन अनुकूल अंतर कैनेटीक्स के परिणामस्वरूप, डाई-संवेदीकृत सौर सेल कम रोशनी की स्थिति में भी काम करते हैं। इसलिए डाई-संवेदीकृत सौर सेल बादल भरे आसमान और गैर-प्रत्यक्ष सूर्य के प्रकाश के तहत काम करने में सक्षम हैं, जबकि आवेश वाहक गतिशीलता कम होने और पुनर्संयोजन एक प्रमुख मुद्दा बन जाने पर पारंपरिक डिजाइनों को रोशनी की कुछ निचली सीमा पर कटआउट का सामना करना पड़ेगा। कटऑफ़ इतना कम है कि उन्हें घर के भीतर उपयोग के लिए भी प्रस्तावित किया जा रहा है, घर में रोशनी से छोटे उपकरणों के लिए ऊर्जा एकत्र करना। एक व्यावहारिक लाभ जो डाई-संवेदीकृत सौर सेल अधिकांश पतली-फिल्म प्रौद्योगिकियों के साथ साझा करता है, वह यह है कि सेल की यांत्रिक मजबूती अप्रत्यक्ष रूप से उच्च तापमान पर उच्च दक्षता की ओर ले जाती है। किसी भी अर्धचालक में, तापमान बढ़ने से यांत्रिक रूप से चालन बैंड में कुछ इलेक्ट्रॉनों को बढ़ावा मिलेगा। पारंपरिक सिलिकॉन कोशिकाओं की नाजुकता के लिए उन्हें तत्वों से संरक्षित करने की आवश्यकता होती है, सामान्य रूप से उन्हें ग्रीन हाउस  के समान ग्लास बॉक्स में मजबूती के लिए धातु के समर्थन के साथ संलग्न करके। ऐसी प्रणालियाँ दक्षता में ध्यान देने योग्य कमी का सामना करती हैं क्योंकि कोशिकाएँ आंतरिक रूप से गर्म होती हैं। डाई-संवेदीकृत सौर सेल सामान्य रूप से सामने की परत पर प्रवाहकीय प्लास्टिक की केवल एक पतली परत के साथ बनाए जाते हैं, जिससे वे गर्मी को बहुत आसानी से विकीर्ण कर सकते हैं, और इसलिए कम आंतरिक तापमान पर काम करते हैं।

नुकसान
डाई-संवेदीकृत सौर सेल डिजाइन का प्रमुख नुकसान तरल विद्युत-अपघट्य का उपयोग है, जिसमें तापमान स्थिरता की समस्या है। कम तापमान पर विद्युत-अपघट्य जम सकता है, विद्युत उत्पादन को रोक सकता है और संभावित रूप से शारीरिक क्षति का कारण बन सकता है। उच्च तापमान के कारण तरल का विस्तार होता है, जिससे पैनलों को सील करना एक गंभीर समस्या बन जाती है। एक और नुकसान यह है कि डाई-संवेदीकृत सौर सेल का उत्पादन करने के लिए महंगे रुथेनियम (डाई), प्लेटिनम (उत्प्रेरक) और कंडक्टिंग ग्लास या प्लास्टिक (संपर्क) की आवश्यकता होती है। एक तीसरी बड़ी कमी यह है कि विद्युत-अपघट्य समाधान में वाष्पशील कार्बनिक यौगिक|वाष्पशील कार्बनिक यौगिक (या वीओसी), सॉल्वैंट्स होते हैं जिन्हें सावधानीपूर्वक सील किया जाना चाहिए क्योंकि वे मानव स्वास्थ्य और पर्यावरण के लिए खतरनाक हैं। यह, इस तथ्य के साथ कि सॉल्वैंट्स प्लास्टिक में प्रवेश करते हैं, ने बड़े पैमाने पर बाहरी अनुप्रयोग और लचीली संरचना में एकीकरण को रोक दिया है। तरल विद्युत-अपघट्य को ठोस के साथ बदलना अनुसंधान का एक प्रमुख चल रहा क्षेत्र रहा है। ठोस पिघला हुआ नमक का उपयोग करने वाले हाल के प्रयोगों ने कुछ वादा दिखाया है, लेकिन वर्तमान में निरंतर संचालन के दौरान उच्च गिरावट से पीड़ित हैं और लचीले नहीं हैं।

फोटोकैथोड और अग्रानुक्रम कोशिकाएं
डाई सेंसिटाइज्ड सोलर सेल एक फोटोएनोड (एन-डीएससी) के रूप में काम करते हैं, जहां सेंसिटिव डाई द्वारा इलेक्ट्रॉन इंजेक्शन से फोटोकरंट का परिणाम होता है। फोटोकैथोड्स (पी-डीएससी) पारंपरिक एन-डीएससी की तुलना में एक उलटा मोड में काम करते हैं, जहां डाई-उत्तेजना के बाद पी-टाइप अर्ध-संचालक से डाई (इलेक्ट्रॉन इंजेक्शन के बजाय डाई-सेंसिटाइज्ड होल इंजेक्शन) में तेजी से इलेक्ट्रॉन ट्रांसफर होता है।. ऐसे p-DSCs और n-DSCs को मिलकर सौर सेल (pn-DSCs) बनाने के लिए जोड़ा जा सकता है और अग्रानुक्रम DSCs की सैद्धांतिक दक्षता एकल-जंक्शन DSCs से कहीं अधिक है।

एक मानक अग्रानुक्रम सेल में एक मध्यवर्ती विद्युत-अपघट्य परत के साथ एक साधारण सैंडविच कॉन्फ़िगरेशन में एक एन-डीएससी और एक पी-डीएससी होता है। n-DSC और p-DSC श्रृंखला में जुड़े हुए हैं, जिसका अर्थ है कि परिणामी फोटोकरंट को सबसे कमजोर फोटोइलेक्ट्रोड द्वारा नियंत्रित किया जाएगा, जबकि फोटोवोल्टेज एडिटिव हैं। इस प्रकार, अत्यधिक कुशल अग्रानुक्रम pn-DSCs के निर्माण के लिए फोटोकरंट मिलान बहुत महत्वपूर्ण है। हालांकि, एन-डीएससी के विपरीत, डाई-सेंसिटाइज़्ड होल इंजेक्शन के बाद फास्ट आवेश पुनर्संयोजन के परिणामस्वरूप सामान्य रूप से पी-डीएससी में कम फोटोक्यूरेंट्स होते हैं और इस तरह समग्र डिवाइस की दक्षता में बाधा उत्पन्न होती है।

शोधकर्ताओं ने पाया है कि दाता के रूप में रिलीन डाई (पीएमआई) युक्त रंजकों का उपयोग दाता के रूप में ट्राइफेनिलामाइन के साथ युग्मित ऑलिगोथियोफेन डाई-सेंसिटाइज़्ड होल इंजेक्शन के बाद आवेश पुनर्संयोजन दर को कम करके पी-डीएससी के प्रदर्शन में अपेक्षाकृत अधिक सुधार करता है। शोधकर्ताओं ने पी-डीएससी पक्ष और टीआईओ पर एनआईओ के साथ मिलकर डीएससी डिवाइस का निर्माण किया2 एन-डीएससी की तरफ। NiO और TiO समायोजन के माध्यम से फोटोकरंट मिलान प्राप्त किया गया2 ऑप्टिकल अवशोषण को नियंत्रित करने के लिए फिल्म की मोटाई और इसलिए दोनों इलेक्ट्रोड के फोटोक्यूरेंट्स से मेल खाते हैं। डिवाइस की ऊर्जा रूपांतरण दक्षता 1.91% है, जो इसके व्यक्तिगत घटकों की दक्षता से अधिक है, लेकिन उच्च प्रदर्शन वाले एन-डीएससी उपकरणों (6%-11%) की तुलना में अभी भी बहुत कम है। परिणाम अभी भी आशाजनक हैं क्योंकि अग्रानुक्रम डीएससी अपने आप में अल्पविकसित था। पी-डीएससी में प्रदर्शन में नाटकीय सुधार अंततः अकेले एन-डीएससी की तुलना में बहुत अधिक दक्षता वाले अग्रानुक्रम उपकरणों को जन्म दे सकता है। जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, एक ठोस अवस्था विद्युत-अपघट्य का उपयोग करने से एक तरल प्रणाली (जैसे कोई रिसाव और तेज आवेश परिवहन) पर कई फायदे होते हैं, जिसे डाई-संवेदी फोटोकैथोड के लिए भी महसूस किया गया है। पीसीबीएम जैसे इलेक्ट्रॉन परिवहन सामग्री का उपयोग करना, TiO2 और जेडएनओ पारंपरिक तरल रेडॉक्स युगल विद्युत-अपघट्य के बजाय, शोधकर्ताओं ने ठोस अवस्था p-DSCs (p-ssDSCs) बनाने में कामयाबी हासिल की है, जिसका उद्देश्य ठोस अवस्था अग्रानुक्रम डाई संवेदीकृत सौर सेल हैं, जिनमें तरल अग्रानुक्रम उपकरण की तुलना में बहुत अधिक फोटोवोल्टेज प्राप्त करने की क्षमता है।

विकास
प्रारंभिक प्रयोगात्मक कोशिकाओं (लगभग 1995) में उपयोग किए जाने वाले रंग केवल यूवी और नीले रंग में सौर स्पेक्ट्रम के उच्च आवृत्ति अंत में संवेदनशील थे। नए संस्करणों को जल्दी से पेश किया गया (लगभग 1999) जिसकी व्यापक आवृत्ति प्रतिक्रिया थी, विशेष रूप से ट्राइकार्बोक्सी-रूथेनियम टेरपीरिडीन [Ru(4,4',4 -(COOH)3-टेरपी) (एनसीएस)3], जो लाल और अवरक्त प्रकाश की निम्न-आवृत्ति रेंज में कुशल है। व्यापक वर्णक्रमीय प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप डाई का गहरा भूरा-काला रंग होता है, और इसे केवल काले रंग के रूप में संदर्भित किया जाता है। रंजकों के पास एक फोटॉन को एक इलेक्ट्रॉन में परिवर्तित करने का एक उत्कृष्ट मौका है, मूल रूप से लगभग 80% लेकिन हाल के रंगों में लगभग पूर्ण रूपांतरण में सुधार, समग्र दक्षता लगभग 90% है, जिसमें 10% का नुकसान बड़े पैमाने पर ऑप्टिकल नुकसान के कारण होता है। शीर्ष इलेक्ट्रोड में।

दक्षता (सेवा जीवन) में महत्वपूर्ण कमी के बिना, एक सौर सेल को कम से कम बीस वर्षों तक विद्युत का उत्पादन करने में सक्षम होना चाहिए। काले रंग की प्रणाली को 50 मिलियन चक्रों के अधीन किया गया था, जो स्विट्जरलैंड में सूर्य के दस वर्षों के संपर्क के बराबर है। कोई स्पष्ट प्रदर्शन कमी नहीं देखी गई। हालांकि डाई हाई-लाइट स्थितियों में टूटने के अधीन है। पिछले एक दशक में इन चिंताओं को दूर करने के लिए एक व्यापक शोध कार्यक्रम चलाया गया है। नए रंगों में 1-एथिल-3 मिथाइलिमिडाज़ोलियम टेट्रोसायनोबोरेट [EMIB(CN) सम्मिलित हैं4] जो बेहद हल्का है- और तापमान-स्थिर, कॉपर-डिसेलेनियम [Cu(In,GA)Se2] जो उच्च रूपांतरण क्षमता प्रदान करता है, और अन्य अलग-अलग विशेष-उद्देश्य गुणों के साथ।

डाई-संवेदीकृत सौर सेल अभी भी अपने विकास चक्र की शुरुआत में हैं। दक्षता लाभ संभव है और हाल ही में अधिक व्यापक अध्ययन प्रारंभ किया है। इनमें उच्च-ऊर्जा (उच्च आवृत्ति) प्रकाश को कई इलेक्ट्रॉनों में बदलने के लिए क्वांटम डॉट्स का उपयोग, अधितकम तापमान प्रतिक्रिया के लिए ठोस-अवस्था इलेक्ट्रोलाइट्स का उपयोग करना और TiO के डोपिंग को बदलना सम्मिलित है।2 उपयोग किए जा रहे विद्युत-अपघट्य के साथ इसका अधितकम मिलान करने के लिए।

2003
École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) के शोधकर्ताओं के एक समूह ने अर्ध-ठोस अवस्था जेल विद्युत-अपघट्य के संयोजन के साथ एम्फीफिलिक रूथेनियम संवेदीकरण का उपयोग करके सामान्य रूप से DSC की थर्मोस्टेबिलिटी में वृद्धि की है। डिवाइस की स्थिरता पारंपरिक अकार्बनिक सिलिकॉन-आधारित सौर सेल से मेल खाती है। सेल 80 डिग्री सेल्सियस पर 1,000 घंटे तक गर्म रहता है।

समूह ने पहले रूथेनियम एम्फीफिलिक डाई Z-907 (cis-Ru(H2डीसीबीपीवाई)(डीएनबीपीवाई)(एनसीएस)2, जहां लिगैंड एच2इलेक्ट्रोलाइट्स में पानी के लिए डाई सहिष्णुता बढ़ाने के लिए dcbpy 4,4′-डाइकारबॉक्सिलिकअम्ल-2,2′-बिपिरिडीन और dnbpy 4,4′-डाइनोनील-2,2′-बिपिरिडीन) है। इसके अलावा, समूह ने 3-मेथॉक्सीप्रोपियोनाइट्राइल (एमपीएन) आधारित तरल विद्युत-अपघट्य के साथ एक अर्ध-ठोस अवस्था जेल विद्युत-अपघट्य भी तैयार किया जो एक फोटोकैमिकल रूप से स्थिर फ्लोरीन बहुलक, पॉलीविनाइलिडीन फ्लोराइड-को-हेक्साफ्लोरोप्रोपीलीन (पीवीडीएफ-एचएफपी) द्वारा जम गया था।

DSC में पॉलीमर जेल विद्युत-अपघट्य के संयोजन में एम्फीफिलिक Z-907 डाई के उपयोग से 6.1% की ऊर्जा रूपांतरण दक्षता प्राप्त हुई। इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि डिवाइस थर्मल तनाव और प्रकाश से भिगोने के तहत स्थिर था। सेल की उच्च रूपांतरण दक्षता 80 डिग्री सेल्सियस पर 1,000 घंटे तक गर्म करने के बाद बनी रही, जिससे इसके शुरुआती मूल्य का 94% बना रहा। बाद 55 °C (100 mW सेमी.) पर 1,000 घंटे के प्रकाश-भिगोने के लिए सौर सिम्युलेटर में त्वरित परीक्षण-2) एक पराबैंगनी अवशोषित बहुलक फिल्म से ढकी कोशिकाओं के लिए दक्षता 5% से कम कम हो गई थी। ये परिणाम पारंपरिक अकार्बनिक सिलिकॉन सौर कोशिकाओं की सीमा के भीतर हैं।

पॉलिमर जेल विद्युत-अपघट्य के आवेदन के कारण सीलेंट में विलायक पारगम्यता में कमी से बढ़ा हुआ प्रदर्शन उत्पन्न हो सकता है। पॉलिमर जेल विद्युत-अपघट्य कमरे के तापमान पर अर्ध-ठोस होता है, और पारंपरिक तरल विद्युत-अपघट्य (चिपचिपापन: 0.91 mPa·s) की तुलना में 80 °C पर एक चिपचिपा तरल (चिपचिपापन: 4.34 mPa·s) बन जाता है। थर्मल तनाव और प्रकाश के साथ सोखने दोनों के तहत डिवाइस की बहुत अधितकम स्थिरता डीएससी में पहले कभी नहीं देखी गई है, और वे बाहरी उपयोग के लिए सौर कोशिकाओं पर लागू स्थायित्व मानदंडों से मेल खाते हैं, जो इन उपकरणों को व्यावहारिक अनुप्रयोग के लिए व्यवहार्य बनाता है।

2006
पहले सफल सॉलिड-हाइब्रिड डाई-संवेदीकृत सौर सेल रिपोर्ट किए गए।

इन सौर कोशिकाओं में इलेक्ट्रॉन परिवहन में सुधार करने के लिए, डाई सोखने के लिए आवश्यक उच्च सतह क्षेत्र को बनाए रखते हुए, दो शोधकर्ताओं ने वैकल्पिक अर्धचालक आकारिकी तैयार की है, जैसे कि nanowire ों की सरणियाँ और नैनोवायरों और नैनोकणों का संयोजन, इलेक्ट्रोड के माध्यम से एक सीधा मार्ग प्रदान करने के लिए अर्धचालक चालन बैंड। ऐसी संरचनाएं स्पेक्ट्रम के लाल क्षेत्र में डाई-संवेदीकृत सौर सेल की क्वांटम दक्षता में सुधार करने का साधन प्रदान कर सकती हैं, जहां उनका प्रदर्शन वर्तमान में सीमित है। अगस्त 2006 में, 1-एथिल-3 मिथाइलिमिडाज़ोलियम टेट्रासायनोबोरेट सौर सेल की रासायनिक और तापीय मजबूती को प्रमाणित करने के लिए, शोधकर्ताओं ने उपकरणों को 1000 घंटों के लिए अंधेरे में 80 °C पर गर्म करने के अधीन रखा, इसके बाद 60 °C पर प्रकाश सोखने के लिए 1000 घंटे। डार्क हीटिंग और हल्का भिगोना  के बाद, प्रारंभिक फोटोवोल्टिक दक्षता का 90% बनाए रखा गया था - पहली बार तरल विद्युत-अपघट्य के लिए ऐसी उत्कृष्ट थर्मल स्थिरता देखी गई है जो इतनी उच्च रूपांतरण दक्षता प्रदर्शित करती है। सिलिकॉन सौर सेल के विपरीत, जिसका प्रदर्शन बढ़ते तापमान के साथ कम हो जाता है, डाई-संवेदीकृत सौर-सेल उपकरण केवल ऑपरेटिंग तापमान को परिवेश से 60 डिग्री सेल्सियस तक बढ़ाने पर नगण्य रूप से प्रभावित होते हैं।

2007
मैसी विश्वविद्यालय, न्यूजीलैंड में वेन कैंपबेल ने पॉरफाइरिन पर आधारित विभिन्न प्रकार के कार्बनिक रंगों का प्रयोग किया है। प्रकृति में, पोर्फिरिन हीमोप्रोटीन का मूल निर्माण खंड है, जिसमें पौधों में क्लोरोफिल और जानवरों में हीमोग्लोबिन सम्मिलित हैं। वह इन कम लागत वाले रंगों का उपयोग करके लगभग 5.6% दक्षता की रिपोर्ट करता है।

2008
नेचर मटेरियल्स में प्रकाशित एक लेख ने विद्युत-अपघट्य समाधान के रूप में कार्बनिक सॉल्वैंट्स का उपयोग करने के विकल्प के रूप में तीन लवणों के पिघलने वाले एक नए विलायक मुक्त तरल रेडॉक्स विद्युत-अपघट्य का उपयोग करके 8.2% की सेल क्षमता का प्रदर्शन किया। हालांकि इस विद्युत-अपघट्य के साथ दक्षता सम्मिलित आयोडीन-आधारित समाधानों का उपयोग करके वितरित किए जा रहे 11% से कम है, टीम को विश्वास है कि दक्षता में सुधार किया जा सकता है।

2009
जॉर्जिया टेक के शोधकर्ताओं के एक समूह ने क्वार्ट्ज प्रकाशित तंतु  के चारों ओर कोशिकाओं को लपेटकर उच्च प्रभावी सतह क्षेत्र के साथ डाई-सेंसिटाइज़्ड सौर सेल बनाए।  शोधकर्ताओं ने ऑप्टिकल फाइबर से क्लैडिंग (फाइबर ऑप्टिक्स) को हटा दिया, सतह के साथ  ज़िंक ऑक्साइड  नैनोवायरों को बढ़ाया, उन्हें डाई अणुओं के साथ इलाज किया, फाइबर को विद्युत-अपघट्य से घेर लिया और एक धातु फिल्म जो फाइबर से इलेक्ट्रॉनों को ले जाती है। समान सतह क्षेत्र वाले जिंक ऑक्साइड सेल की तुलना में कोशिकाएं छह गुना अधिक कुशल होती हैं। यात्रा के दौरान फोटॉन फाइबर के अंदर उछलते हैं, इसलिए सौर सेल के साथ बातचीत करने और अधिक करंट उत्पन्न करने की संभावना अधिक होती है। ये उपकरण केवल युक्तियों पर प्रकाश एकत्र करते हैं, लेकिन भविष्य की फाइबर कोशिकाओं को फाइबर की पूरी लंबाई के साथ प्रकाश को अवशोषित करने के लिए बनाया जा सकता है, जिसके लिए विद्युत कंडक्टर के साथ-साथ पारदर्शिता और पारदर्शिता की कोटिंग की आवश्यकता होगी। मिशिगन विश्वविद्यालय के मैक्स शेटिन ने कहा कि सौर ट्रैकर | सन-ट्रैकिंग सिस्टम ऐसी कोशिकाओं के लिए आवश्यक नहीं होगा, और जब प्रकाश फैलता है तो बादलों के दिनों में काम करेगा।

2010
École Polytechnique Fédérale de Lausanne और Université du Québec à Montréal के शोधकर्ताओं ने DSC के दो प्रमुख मुद्दों पर काबू पाने का दावा किया है:
 * विद्युत-अपघट्य के लिए नए अणु बनाए गए हैं, जिसके परिणामस्वरूप एक तरल या जेल है जो पारदर्शी और गैर-संक्षारक है, जो फोटोवोल्टेज को बढ़ा सकता है और सेल के आउटपुट और स्थिरता में सुधार कर सकता है।
 * कैथोड पर, प्लेटिनम को कोबाल्ट सल्फाइड द्वारा प्रतिस्थापित किया गया, जो कि बहुत कम खर्चीला, अधिक कुशल, अधिक स्थिर और प्रयोगशाला में उत्पादन करने में आसान है।

2011
डायसोल और टाटा स्टील यूरोप ने जून में दुनिया के सबसे बड़े डाई सेंसिटाइज़्ड फोटोवोल्टिक मॉड्यूल के विकास की घोषणा की, जो एक सतत लाइन में स्टील पर मुद्रित होता है। डायसोल और सीएसआईआरओ ने अक्टूबर में संयुक्त डायसोल/सीएसआईआरओ परियोजना में दूसरे माइलस्टोन के सफल समापन की घोषणा की। डायसोल के निदेशक गॉर्डन थॉम्पसन ने कहा, इस संयुक्त सहयोग के दौरान विकसित सामग्री में डीएससी के व्यावसायीकरण को उन अनुप्रयोगों की श्रेणी में महत्वपूर्ण रूप से आगे बढ़ाने की क्षमता है जहां प्रदर्शन और स्थिरता आवश्यक आवश्यकताएं हैं। लक्ष्य अणुओं के उत्पादन की अनुमति देने वाले रसायन विज्ञान में सफलताओं से डाइसोल को अत्यधिक प्रोत्साहित किया जाता है। यह इन नई सामग्रियों के तत्काल व्यावसायिक उपयोग का मार्ग प्रशस्त करता है। डायसोल और टाटा स्टील यूरोप ने नवंबर में ग्रिड पैरिटी प्रतिस्पर्धी बीआईपीवी सोलर स्टील के लक्षित विकास की घोषणा की, जिसके लिए टैरिफ में सरकारी सब्सिडी वाले फीड की आवश्यकता नहीं है। TATA-Dyesol सोलर स्टील रूफिंग वर्तमान में शोटन, वेल्स में सस्टेनेबल बिल्डिंग एनवेलप सेंटर (SBEC) पर स्थापित की जा रही है।

2012
नॉर्थवेस्टर्न यूनिवर्सिटी के शोधकर्ताओं ने घोषणा की डाई-संवेदीकृत सौर सेल की प्राथमिक समस्या का समाधान, तरल विद्युत-अपघट्य का उपयोग करने और रखने में कठिनाइयों और डिवाइस के परिणामस्वरूप अपेक्षाकृत कम उपयोगी जीवन। यह नैनो तकनीक के उपयोग और तरल विद्युत-अपघट्य को ठोस में बदलने के माध्यम से प्राप्त किया जाता है। वर्तमान दक्षता सिलिकॉन कोशिकाओं की तुलना में लगभग आधी है, लेकिन कोशिकाएं हल्की हैं और उत्पादन के लिए बहुत कम लागत की संभावना है।

2013
पिछले 5-10 वर्षों के दौरान, एक नए प्रकार का डाई-संवेदीकृत सौर सेल विकसित किया गया है - ठोस अवस्था डाई-संवेदीकृत सौर सेल। इस मामले में तरल विद्युत-अपघट्य को कई ठोस छेद वाली सामग्री में से एक से बदल दिया जाता है। 2009 से 2013 तक ठोस अवस्था डाई-संवेदीकृत सौर सेल की दक्षता नाटकीय रूप से 4% से बढ़कर 15% हो गई है। माइकल ग्रैट्ज़ेल ने 15.0% दक्षता के साथ ठोस अवस्था डाई-संवेदीकृत सौर सेल के निर्माण की घोषणा की, जो एक हाइब्रिड पेरोसाइट (संरचना) सीएच के माध्यम से पहुंचा3राष्ट्रीय राजमार्ग3पीबीआई3 डाई, बाद में सी एच के अलग समाधान से जमा3राष्ट्रीय राजमार्ग3मैं और पीबीआई2.

रोमांडे एनर्जी के साथ साझेदारी में इकोले पॉलीटेक्निक फेडेराले डी लॉज़ेन के स्विसटेक कन्वेंशन सेंटर में पहला वास्तुशिल्प एकीकरण प्रदर्शित किया गया था। कुल क्षेत्रफल 300 मीटर है2, 50 सेमी x 35 सेमी के 1400 मॉड्यूल में। कलाकारों द्वारा डिज़ाइन किया गया डैनियल श्लाएफ़र और कैथरीन बोले।

2018
शोधकर्ताओं ने डाई-संवेदी सौर कोशिकाओं के प्रदर्शन में के nanorod-  पर सम्मिलित सतह प्लास्मोन अनुनादों की भूमिका की जांच की है। उन्होंने पाया कि नैनोरोड सांद्रता में वृद्धि के साथ, प्रकाश अवशोषण रैखिक रूप से बढ़ा; हालाँकि, आवेश निष्कर्षण भी एकाग्रता पर निर्भर था। एक इष्टतम एकाग्रता के साथ, उन्होंने पाया कि Y123 डाई-सेंसिटाइज़्ड सौर कोशिकाओं के लिए समग्र विद्युत रूपांतरण दक्षता 5.31 से 8.86% तक सुधरी है। एक आयामी TiO का संश्लेषण2 फ्लोरीन-डोप्ड टिन ऑक्साइड ग्लास सबस्ट्रेट्स पर सीधे नैनोस्ट्रक्चर को दो-स्टॉप सोल्वोथर्मल संश्लेषण प्रतिक्रिया के माध्यम से प्रदर्शित किया गया था। इसके अतिरिक्त, एक टीआईओ के माध्यम से2 सोल उपचार, दोहरी TiO का प्रदर्शन2 नैनोवायर सेल को बढ़ाया गया, जो 7.65% की विद्युत रूपांतरण दक्षता तक पहुंच गया। डाई-संवेदीकृत सौर सेल के लिए स्टेनलेस स्टील आधारित काउंटर-इलेक्ट्रोड की सूचना दी गई है जो पारंपरिक प्लेटिनम आधारित काउंटर इलेक्ट्रोड की तुलना में लागत को कम करते हैं और बाहरी अनुप्रयोग के लिए उपयुक्त हैं। École Polytechnique Fédérale de Lausanne के शोधकर्ताओं ने ताँबा  रेडॉक्स इलेक्ट्रोलाइट्स पर आधारित DSSCs को उन्नत किया है, जिन्होंने मानक AM1.5G, 100 mW/cm के तहत 13.1% दक्षता हासिल की है2 स्थितियां और 1000 लक्स इनडोर प्रकाश के तहत 32% दक्षता रिकॉर्ड करें। उप्साला यूनिवर्सिटी के शोधकर्ताओं ने ठोस अवस्था पी-टाइप डाई सेंसिटाइज्ड सोलर सेल बनाने के लिए रेडॉक्स विद्युत-अपघट्य के बजाय एन-टाइप सेमीकंडक्टर्स का इस्तेमाल किया है।

2021
बिल्डिंग-इंटीग्रेटेड फोटोवोल्टिक्स | बिल्डिंग-इंटीग्रेटेड फोटोवोल्टिक्स (बीआईपीवी) के क्षेत्र ने प्रदूषण और सामग्री और विद्युत की लागत को कम करने के साथ-साथ भवन के सौंदर्यशास्त्र में सुधार करने की क्षमता के कारण वैज्ञानिक समुदाय से ध्यान आकर्षित किया है। हाल के वर्षों में, वैज्ञानिकों ने बीआईपीवी अनुप्रयोगों में डाई-संवेदीकृत सौर सेल को सम्मिलित करने के तरीकों पर ध्यान दिया है, क्योंकि बाजार में प्रमुख क्रिस्टलीय सिलिकॉन | सी-आधारित पीवी सिस्टम की ऊर्जा-गहन निर्माण विधियों, खराब रूपांतरण दक्षता के कारण इस क्षेत्र में सीमित उपस्थिति है। कम प्रकाश तीव्रता, और उच्च रखरखाव आवश्यकताओं। 2021 में, पोलैंड में प्रौद्योगिकी के सिलेसियन विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं के एक समूह ने एक डाई-संवेदीकृत सौर सेल विकसित किया जिसमें क्लासिक ग्लास काउंटर इलेक्ट्रोड को सिरेमिक टाइल और निकल फ़ॉइल पर आधारित इलेक्ट्रोड से बदल दिया गया। इस परिवर्तन के लिए प्रेरणा यह थी कि, इसके बावजूद ग्लास सबस्ट्रेट्स के परिणामस्वरूप डाई-संवेदीकृत सौर सेल के लिए उच्चतम रिकॉर्ड की गई क्षमताएं हैं, बीआईपीवी अनुप्रयोगों जैसे छत टाइल या भवन के अग्रभाग, लाइटर और अधिक लचीली सामग्री के लिए आवश्यक हैं। इसमें प्लास्टिक की फिल्में, धातु, स्टील या कागज सम्मिलित हैं, जो निर्माण लागत को भी कम कर सकते हैं। टीम ने पाया कि सेल में 4% की दक्षता थी (ग्लास काउंटर इलेक्ट्रोड वाले सौर सेल के करीब), ने भवन-एकीकृत डाई-संवेदीकृत सौर सेल बनाने की क्षमता का प्रदर्शन किया जो स्थिर और कम लागत वाले हैं।

=2022=== फोटोसेंसिटाइज़र डाई कंपाउंड होते हैं जो आने वाली रोशनी से फोटॉनों को अवशोषित करते हैं और इलेक्ट्रॉनों को बाहर निकालते हैं, जिससे एक विद्युत प्रवाह उत्पन्न होता है जिसका उपयोग किसी उपकरण या भंडारण इकाई को विद्युत देने के लिए किया जा सकता है। माइकल ग्रैट्ज़ेल और साथी वैज्ञानिक एंडर्स हैगफेल्ट द्वारा किए गए एक नए अध्ययन के अनुसार, फोटोसेंसिटाइज़र में प्रगति के परिणामस्वरूप डाई-संवेदीकृत सौर सेल के सौर और परिवेश प्रकाश स्थितियों के प्रदर्शन में अपेक्षाकृत अधिक सुधार हुआ है। शक्ति-रूपांतरण रिकॉर्ड प्राप्त करने के लिए एक अन्य महत्वपूर्ण कारक कोसेंसिटाइजेशन है, इसकी क्षमता के कारण ऐसे रंगों को मिलाते हैं जो प्रकाश स्पेक्ट्रम की एक विस्तृत श्रृंखला में प्रकाश को अवशोषित कर सकते हैं। कोसेंसिटाइजेशन एक रासायनिक निर्माण विधि है जो डाई-संवेदीकृत सौर सेल इलेक्ट्रोड का उत्पादन करती है जिसमें पूरक ऑप्टिकल अवशोषण (विद्युत चुम्बकीय विकिरण) क्षमताओं के साथ दो या दो से अधिक विभिन्न रंग होते हैं, जो सभी उपलब्ध सूर्य के प्रकाश के उपयोग को सक्षम बनाता है। स्विट्ज़रलैंड के École Polytechnique Fédérale de Lausanne|École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) के शोधकर्ताओं ने पाया कि नैनोक्रिस्टलाइन मेसोपोरस टाइटेनियम डाइऑक्साइड की सतह पर हाइड्रॉक्सैमिकअम्ल डेरिवेटिव के एक मोनोलेयर के प्री-सोखने से सौर कोशिकाओं को संवेदीकृत करने की क्षमता बढ़ाई जा सकती है। जो इलेक्ट्रोड के इलेक्ट्रॉन परिवहन तंत्र के रूप में कार्य करता है। अध्ययन में उपयोग किए गए दो फोटोसेंसिटाइज़र अणु कार्बनिक डाई SL9 थे, जो प्राथमिक लंबी तरंग दैर्ध्य-प्रकाश हारवेस्टर के रूप में कार्य करते थे, और डाई SL10, जो एक अतिरिक्त अवशोषण शिखर प्रदान करता था जो SL9 की अक्षम नीली रोशनी संचयन की भरपाई करता था। यह पाया गया कि इस हाइड्रॉक्सैमिकअम्ल परत को जोड़ने से डाई परत की आणविक पैकिंग और ऑर्डरिंग में सुधार हुआ। इसने संवेदीकरण के सोखने को धीमा कर दिया और सेल की विद्युत रूपांतरण दक्षता में सुधार करते हुए, उनके प्रतिदीप्ति क्वांटम उपज को बढ़ाया। टीम द्वारा विकसित डाई-संवेदीकृत सौर सेल ने मानक वैश्विक सिम्युलेटेड सूरज की रोशनी और 500 घंटे से अधिक लंबी अवधि की परिचालन स्थिरता के तहत 15.2% की रिकॉर्ड-तोड़ विद्युत रूपांतरण दक्षता दिखाई। इसके अलावा, बड़े सक्रिय क्षेत्र वाले उपकरणों ने उच्च स्थिरता बनाए रखते हुए लगभग 30% की दक्षता प्रदर्शित की, जिससे डाई-संवेदीकृत सौर सेल क्षेत्र के लिए नई संभावनाएं पेश हुईं।

बाजार परिचय
कई वाणिज्यिक प्रदाता निकट भविष्य में डीएससी की उपलब्धता का वादा कर रहे हैं:
 * फुजीकुरा आईओटी, स्मार्ट कारखानों, कृषि और आधारिक संरचना मॉडलिंग में अनुप्रयोगों के लिए डाई-संवेदीकृत सौर सेल का एक प्रमुख आपूर्तिकर्ता है। (देखें: Fujikura Ltd. | Fujikura ने थिन डाई-संवेदीकृत सौर सेल मॉड्यूल पैनल जारी किए) और (https://dsc. fujikura.jp/hi/).
 * डायसोल ने आधिकारिक तौर पर 7 अक्टूबर 2008 को रानी और बुरे शब्द ऑस्ट्रेलिया में अपनी नई विनिर्माण सुविधाएं खोलीं। बाद में इसने डीएससी बीआईपीवी के विकास और बड़े पैमाने पर निर्माण के लिए टाटा इस्पात  (टाटा-डायसोल) और Pilkington (डायटेक-सोलर) के साथ साझेदारी की घोषणा की। डायसोल ने मर्क, यूमिकोर, सीएसआईआरओ, जापानी अर्थव्यवस्था और व्यापार मंत्रालय, सिंगापुर एयरोस्पेस मैन्युफैक्चरिंग और टीआईएमओ कोरिया (डायसोल-टीआईएमओ) के साथ एक संयुक्त उद्यम के साथ कामकाजी संबंधों में भी प्रवेश किया है।
 * Solaronix, एक स्विस कंपनी है जो 1993 से DSC सामग्रियों के उत्पादन में विशेषज्ञता रखती है, ने 2010 में DSC मॉड्यूल की निर्माण पायलट लाइन की मेजबानी के लिए अपने परिसर का विस्तार किया है।
 * SolarPrint की स्थापना आयरलैंड में 2008 में डॉ. मज़हर बारी, आंद्रे फ़र्नोन और रॉय होर्गन द्वारा की गई थी। SolarPrint PV तकनीक के निर्माण में सम्मिलित आयरलैंड की पहली व्यावसायिक इकाई थी। SolarPrint का नवप्रवर्तन विलायक-आधारित विद्युत-अपघट्य का समाधान था जिसने आज तक डाई-संवेदीकृत सौर सेल के बड़े पैमाने पर व्यावसायीकरण को प्रतिबंधित कर दिया है। कंपनी 2014 में रिसीवरशिप में चली गई और घाव हो गया।
 * G24innovations की स्थापना 2006 में हुई, जो कार्डिफ़, साउथ वेल्स, यूके में स्थित है। 17 अक्टूबर 2007 को, पहली व्यावसायिक ग्रेड डाई संवेदनशील पतली फिल्मों के उत्पादन का दावा किया।
 * Sony Corporation ने 10% की ऊर्जा रूपांतरण दक्षता के साथ डाई-संवेदीकृत सौर सेल विकसित किए हैं, जो व्यावसायिक उपयोग के लिए आवश्यक स्तर है।
 * तस्नी ने डायसोल के साथ रणनीतिक निवेश समझौता किया।
 * H.Glass की स्थापना 2011 में स्विट्ज़रलैंड में हुई थी। H.Glass ने डाई-संवेदीकृत सौर सेल प्रौद्योगिकी के लिए औद्योगिक प्रक्रिया बनाने के लिए भारी प्रयास किए हैं - पहला परिणाम जहाँ ऑस्ट्रियाई मंडप में मिलानो में EXPO 2015 में दिखाया गया था। डाई-संवेदीकृत सौर सेल के लिए मील का पत्थर ऑस्ट्रिया में साइंस टॉवर है - यह दुनिया में डाई-संवेदीकृत सौर सेल की सबसे बड़ी स्थापना है - द्वारा किया गया एसएफएल प्रौद्योगिकियां।
 * Exeger Operations AB, स्वीडन ने स्टॉकहोम में 300,000m2 की क्षमता वाला एक कारखाना बनाया है। सॉफ्टबैंक ग्रुप कॉर्प ने 2019 के दौरान एक्सेजर में 10 मिलियन अमेरिकी डॉलर के दो निवेश किए हैं।

यह भी देखें
• Absorption

• Bronsted

• Chromophore

• Elution

• Luminescent solar concentrator

• Photovoltaics

• Stationary phase

• Titanium dioxide

• Solar cell

• Perovskite solar cell

• Organic solar cell

• Polymer solar cell

• Biohybrid solar cell

• Photoelectrochemical cell

• Solid-state solar cell

• Photosensitizer

बाहरी संबंध

 * Brian O'Regan's account of the invention of the modern डाई-संवेदीकृत सौर सेल
 * Dye Solar Cells for Real, the assembly guide for making your own solar cells
 * Breakthrough in low-cost efficient solar cells