Exploring the Performance of Dye-Sensitized Solar Cells with Escontria chiotilla and Stenocereus sp. dyes

Abstract. In this study, natural dyes were extracted from two different cacti: Stenocereus sp. and Escontria chiotilla peel. The dyes were used as potential sensitizers for Dye-Sensitized Solar Cells (DSSCs). For Stenocereus sp. fruit, microfiltration and ultrafiltration processes were applied to obtain a purified sample and to investigate their effects on the photovoltaic response of DSSCs. The Escontria chiotilla peel extract was used directly. The chemical properties and stability of the dyes were investigated using UV-Vis spectroscopy, while FT-IR and XRD were used to identify the dye chemical composition and the structural features of working electrodes. Additionally, the photovoltaic properties of the fabricated devices were examined by measuring the J-V curves. It was found that the best performance was achieved using the Escontria chiotilla extract, yielding an efficiency of approximately 0.039 % due to the presence of chlorophyll as a sensitizer agent. Resumen. En este estudio, se extrajeron colorantes naturales de dos distintos cactus: Stenocereus sp. y de Escontria chiotilla. Los colorantes se utilizaron como posibles colorantes para Celdas Solares Sensibilizadas por Tinte. Para el caso de Stenocereus sp, el extracto se sometió a procesos de microfiltración y ultrafiltración para obtener una muestra purificada y posteriormente, investigar sus efectos en la respuesta fotovoltaica de las DSSC. El extracto de cáscara de Escontria chiotilla se utilizó directamente. Las propiedades químicas y la estabilidad de los tintes se investigaron mediante espectroscopia UV-Vis, mientras que las técnicas FT-IR y XRD se utilizaron para identificar la composición química de los tintes y la estructura de los electrodos de trabajo respectivamente. Adicionalmente, las propiedades fotovoltaicas de los dispositivos fabricados se examinaron midiendo las curvas J-V. Se encontró que el mejor rendimiento fue alcanzado utilizando el extracto de Escontria chiotilla, obteniéndose una eficiencia de aproximadamente 0.039 % debido a la presencia de clorofila como agente sensibilizador.