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Multifunctional Photovoltaic Window Layers for Solar-Driven Catalytic Conversion of CO2: The Case of CIGS Solar Cells

  • Julian Guerrero
  • , Elisabeth Bajard
  • , Nathanaelle Schneider
  • , Fabienne Dumoulin
  • , Daniel Lincot
  • , Umit Isci
  • , Marc Robert
  • , Negar Naghavi
  • Université Paris Cité
  • Laboratoire POems UMR 7231 CNRS-INRIA-ENSTA, ENSTA-UMA
  • Acıbadem Mehmet Ali Aydınlar University
  • Marmara University
  • Institut Universitaire de France

Résultats de recherche: Contribution à un journalArticleRevue par des pairs

Résumé

Using a fast and simple one-step electrochemical method, we developed transparent and conductive ZnO nanoporous layers encapsulating molecular catalysts, showcasing dual functionality as a window layer for thin-film solar cells and a catalytic layer for solar-to-fuel conversion. As a proof of concept, tetraammonium-substituted Co phthalocyanine (CoPcTA) was encapsulated into the window layer of high-efficiency Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) solar cells demonstrating photoelectrochemical (PEC) reduction of CO2 into CO with a selectivity of 93% and current densities up to ca. 7 mA cm-2 at −1.7 V vs SCE under 1 sun irradiation, which corresponds to a turnover number (TON) of above 100000 and a turnover frequency (TOF) of 10 s-1 after 3 h. The simplicity and versatility of this approach make the nanoporous catalytic ZnO layer not only easily adaptable to different high-efficiency solar cells but also pave the way for flexible testing of diverse molecular catalysts for CO2 conversion into diverse, valuable fuels.

langue originaleAnglais
Pages (de - à)3488-3493
Nombre de pages6
journalACS Energy Letters
Volume8
Numéro de publication8
Les DOIs
étatPublié - 11 août 2023
Modification externeOui

SDG des Nations Unies

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  1. SDG 7 - Énergie abordable et propre
    SDG 7 Énergie abordable et propre

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