2-4-3 Transport de charges :
Pour le transport de charges dans les DSSC, on distingue le
transport d'électrons dans l'électrode nanostructurée TiO2
et le transport de trous via l'électrolyte.
2-4-3-1 Transport des électrons :
Le réseau de nanoparticules semi-conducteur fonctionne
non seulement comme une grande surface substrat pour les molécules du
colorant, mais aussi comme moyen de transport pour les électrons
injectés à partir de ces dernières.
La structure poreuse de l'électrode, peut être
considérée comme un réseau de particules individuelles par
lequel les électrons peuvent s'infiltrer par saut d'une particule
à l'autre. Comme mentionné plus haut, la petite taille des
particules empêche la formation d'une couche de charge ou d'un champ
électrique à l'intérieur de ces dernières. Cela
veut dire que le transport d'électrons dans l'électrode
nanostructurée ne peut être que le résultat d'une
dérive dans un champ électrique.
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Le processus de recombinaison étant bloqué
efficacement à l'interface électrolyte/semi-conducteur, la
génération et migration d'électrons vers la bande de
conduction du TiO2 après éclairage de la cellule a pour
résultat la naissance d'un gradient de concentration d'électrons
et ces derniers sont ainsi transférés par diffusion. Les mesures
ont montré que la diffusion des électrons est
caractérisée par une distribution des coefficients de diffusion,
qui ont été liés à des sauts d'électrons via
des pièges de surface de différentes profondeurs. Ces
pièges sont des états d'énergie localisés juste en
dessous du bord de la bande de conduction du TiO2 et ils jouent un rôle
très important dans le transport.
2-4-3-2 Transport ionique dans l'électrolyte
rédox :
L'électrolyte dans les cellules sensibilisées
par colorant est généralement un solvant organique contenant un
couple redox I-/I3 -, qui dans ce cas joue le rôle d'intermédiaire
pour le transport des trous. A la surface de l'électrode TiO2, le
colorant oxydé, laissé ainsi après l'injection
d?électrons, est régénéré par I-
de l'électrolyte d'après la réaction suivante :
2S+ + 3I- ? 2S + I3 -
Et à la contre électrode, le I3 - est réduit
à I- d'après la réaction :
I3 - +2e- (Pt) ? 3I-
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