Internal resistance in dye-sensitized nanocrystalline TiO₂ solar cells (DSCs) was investigated using electrochemical impedance spectroscopy measurements. Four resistance elements were observed in the impedance spectra. These resistance elements could be explained by variations of cell parameters and the dependence of resistance elements on the applied bias voltage. It is found that the resistance element related to charge transport at the TiO₂/dye/electrolyte interface displays behavior like that of a diode, and the series resistance elements largely correspond to the sum of the other resistance elements. To minimize the internal resistance in DSCs, the influence of cell parameters such as sheet resistance of TCO glass substrate, roughness factor of platinum counter electrode and cell thickness, on the impedance spectra were studied. An equivalent circuit for DSCs is proposed based on these results. The combined efforts have led to fabricate an efficient DSC sensitized with black dye. A short circuit photocurrent density of 20.1 mA/cm², an open-circuit voltage of 0.71 V, a fill factor of 0.71 and an overall conversion efficiency of 10.1% was obtained when measured under standard AM 1.5 sunlight. To cite this article: L. Han et al., C. R. Chimie 9 (2006).

La résistance interne des piles solaires nanocristallines au TiO₂ sensibilisées par un colorant (DSC) a été étudiée par spectroscopie d'impédance électrochimique. On a observé quatre éléments résistifs dans les spectres d'impédance. Ces résistances peuvent s'expliquer par des variations des paramètres de cellule et dépendent de la tension de polarisation appliquée. On constate que la résistance liée au transfert de charge à l'interface TiO₂/colorant/électrolyte se comporte comme une diode, et les résistances en série correspondent en grande partie à la somme des autres résistances. Pour minimiser la résistance interne dans les piles solaires nanocristallines à colorant, l'influence sur les spectres d'impédance de paramètres de cellule tels que la résistance de « feuille » du substrat de verre d'oxydes transparents conducteurs, le facteur de rugosité de la contre-électrode de platine et l'épaisseur de la cellule a été étudiée. On propose un circuit équivalent pour les piles solaires nanocristallines à colorant à partir de ces résultats. Des efforts conjoints ont conduit à la fabrication d'une pile solaire nanocristalline efficace sensibilisée par un colorant noir. Une densité de photocourant de court-circuit de 20,1 mA/cm², une tension en circuit ouvert de 0,71 V, un fill factor de 0,71 et une efficacité globale de conversion de 10,1 % ont été obtenues sous un éclairage standard de type AM 1.5 sunlight. Pour citer cet article : L. Han et al., C. R. Chimie 9 (2006).