سلول خورشیدی رنگ-حساس (Dye-sensitized solar cell) یا به اختصار DSSC, DSC, DYSC گونه ای سلول خورشیدی ارزان قیمت متعلق به دسته سلول های خورشیدی لایه نازک است. اساس کار این سلول ها یک نیمه رساناست که بوسیله یک آند حساس به نور و یک الکترولیت تشکیل می گردد.

   اگرچه راندمان تبدیل انرژی در این سلول ها نسبت به دیگر سلول های خورشیدی پایین تر است اما آنچه باعث توسعه این نسل از سلول ها شده پایین بودن نسبت قیمت بر عملکرد آن ها می باشد که تولید انرژی را به طور چشم گیری مقرون به صرفه کرده است. به افتخار سازنده این سلول ها، میخاییل گرتزل، آن ها را با نام Grätzel cell نیز می شناسند.

ساختار سلول های خورشیدی رنگ-حساس

   تیتانیا(TiO2) که یک نیمه رساناست ماده اصلی این سلول ها و در نقش آند است که یک مولکول رنگ (همان dye) که جاذب نور خورشید است، روی آن را می گیرد. این مولکول همانند سبزینه در گیاهان عمل می کند. برای افزایش بازدهی، باید ساختار تیتانیا متخلل بوده تا حداکثر سطح تماس با مولکول بوجود آید. این ساختار با یک الکترولیت پوشانیده شده و یک فلز مانند پلاتین، نقره یا طلا که در نقش کاتد است روی آن رسوب داده می شود تا سلول بدست آید.

نحوه کار

   نور خورشید با عبور از الکترولیت شفاف، به مولکول رنگ رسیده و الکترون های آن را برانگیخته می کند. این الکترون ها وارد تیتانیا می شوند. تیتانیا نیمه رسانا با نوار ممنوعه حدود ۳/۵ الکترون ولت است. الکترون ها در این نوار ممنوعه جذب و تیتانیا میدان الکتریکی تولید و در نتیجه آن جریان ایجاد می شود.

   این جریان وارد مدار شده و بعد به کاتد انتقال می یابد. کاتد همچنین نقش کاتالیزور نیز دارد و الکترون ها را وارد الکترولیت می کند تا از طریق واکنش شیمیایی در الکترولیت، دوباره الکترون ها وارد مولکول رنگ شوند.

   در سلول های قدیمی سیلیکونی، هر دو کار تهییج الکترون با نور رسیده، و تولید جریان با میدان الکتریکی ناشی از الکترون ها بر عهده سیلیکون است درحالی که در سلول های رنگ-حساس تهییج الکترونی بوسیله مولکول رنگ و جریان با تیتانیا انجام می گیرد.

   سلول های خورشیدی ساخته شده از ویفر سیلیکون، کاربرد بسیاری دارند. سلول های تکی برای فراهم کردن توان لازم دستگاه های کوچک تر مانند ماشین حساب الکترونیکی به کار می روند. آرایه های فوتوولتاییک الکتریسیته بازیافت شدنی ای را تولید می کنند که عمدتا در موارد عدم وجود سیستم انتقال و توزیع الکتریکی کاربرد دارد. برای مثال می توان به محل های دور از دسترس، ماهواره های مدارگرد، کاوشگرهای فضایی و ساختمان های مخابراتی دور از دسترس اشاره کرد. علاوه بر این استفاده از این نوع انرژی امروزه در محل هایی که شبکه توزیع هم وجود دارد، مرسوم شده است.