Investigación de materiales para celdas solares sensibilizadas por colorante

Abstract

RESUMEN: Las Celdas Solares Sensibilizadas por Colorante (CSSC) son dispositivos para la conversión fotovoltaica de radiación solar; mediante un mecanismo nanométrico se aprovechan la energía luminosa; el funcionamiento y construcción son diferentes respecto a las celdas comerciales de estado sólido. Las CSSC cuentan con cinco elementos para la obtención de corriente eléctrica: contraelectrodo, electrolito, sensibilizante, semiconductor y electrodo transparente. En el presente trabajo se reporta el estudio de tres nuevos materiales para las CSSC (contraelectrodo, semiconductor y sensibilizante). Se construyó un contraelectrodo de cobre y grafito, presentando la evaluación de sus propiedades conductivas. El tratamiento térmico en el contraelectrodo mostró que la conductancia fue mayor entre todos los tratamientos experimentales. El estudio del semiconductor se enfocó en encontrar la combinación de disolventes y dióxido de titanio que permitiera una dispersión simple en la superficie del electrodo. No fue posible la dispersión nanométrica en ninguno de los disolventes utilizados ni la posterior manufactura de una película semiconductora, por consiguiente. El estudio del sensibilizante se centró en el procesamiento de antocianinas para obtener un biomaterial con actividad fotoeléctrica. Las antocianinas se extrajeron de las brácteas rojas de flor de nochebuena (Euphorbia pulcherrima) y se mostró que era posible ensamblar una CSSC que realizara conversión fotovoltaica a partir del extracto de antocianinas. Este informe muestra la posibilidad de ensamblar una CSSC con dichos materiales nuevos, contando con diferentes beneficios técnicos. Se requiere mejorar los parámetros de la CSSC para poder construir un prototipo funcional y comercializable. La manufactura y comercialización de celdas con dichos materiales podría contar con beneficios económicos y ambientales.