Khảo sát độ bền quang của pin bằng cách phơi pin dưới ánh sáng đèn metan halide, công suất 300 W, cường độ sáng được xác định bằng Lux kế khoảng 70.000 lux tương đương với 1 sun (1,5 AM). Pin được làm mát bằng hệ thống quạt hút (loại giải nhiệt cho CPU máy tính), nhiệt độ không khí đo bằng nhiệt kế đặt cùng vị trí với pin khoảng 40 - 45oC. Hình 5.22 thể hiện phổ tổng trở Nyquist của DSC sử dụng chất màu nhạy quang N719 theo thời gian phơi sáng mẫu.
Hình 5. 22. Phổ Nyquist của DSC N15 ở các thời gian phơi sáng khác nhau, đo tại thế
mạch hở, cường độ chiếu sáng là 100 mW/cm2
Phổ tổng trở biến đổi mạnh sau 87 giờ phơi sáng, bán cung ở tần số thấp đặc trưng cho quá trình khuếch tán chất điện ly tăng lên rõ rệt, chứng tỏ dung dịch điện
ly đã bị suy giảm trong quá trình chiếu sáng. Quá trình suy giảm chất điện ly có thể do I2 đã bị phân hủy dưới tác dụng của ánh sáng hoặc dung môi bị bốc hơi trong quá trình phơi sáng DSC. Quá trình suy giảm nồng độ chất điện ly cũng được chứng minh bằng sự tăng điện trở tái kết hợp theo thời gian phơi sáng, cũng như tăng điện trở chuyển điện tích trên catốt (hình 5.22, bảng 5.4).
Bảng 5. 4. Các thông số điện hóa của pin N15 theo thời gian phơi sáng tại 40oC
Thời gian, giờ RPt, Ω Rr, Ω RD, Ω τ, ms D ×106, cm2/s Voc, V Isc, mA.cm−2 0 3,83 7,45 2,18 8,14 3,09 0,80 9,07 29 2,16 6,89 2,02 6,49 3,22 0,74 9,19 79 1,46 8,53 1,66 8,97 2,99 0,74 9,38 128 1,61 9,21 1,80 10,5 3,25 0,72 9,50 177 1,58 9,12 2,68 11,4 3,29 0,70 9,40 228 2,76 11,05 4,58 16,3 2,74 0,71 6,94 252 3,70 11,56 7,48 16,7 3,32 0,70 4,90 277 2,84 15,17 10,46 16,1 -- -- --
Mối liên hệ giữa điện trở khuếch tán và dòng ngắn mạch của pin theo thời gian phơi mẫu được thể hiện rõ nét qua hình 5.23. Trong đó điện trở khuếch tán RD
tăng tương ứng với giảm dòng ngắn mạch Isc theo thời gian phơi sáng. Như vậy có thể nhận thấy sự giảm cấp của pin DSC trong trường hợp phơi sáng chủ yếu từ nguyên nhân phân hủy chất điện ly trong pin DSC.
Hình 5. 23. Sự phụ thuộc của các thông số điện hóa theo thời gian phơi mẫu