This work studies the interaction between natural dyes obtained from Peruvian Zea mays and Bixa orellana seeds and nanostructured titanium dioxide, in order to evaluate their function as sensitizers into solar cell devices. The effective attachment of dyes to the TiO2 layer is corroborated by the comparison of UV-Visible absorption and FT-IR spectra of the extracted dye solutions and sensitized TiO2 electrodes. The principal compounds from the seed extraction of Zea mays and Bixa orellana are cyanidin-3-glucoside (C3G) and bixin respectively, which were analyzed in an isolated dye/cluster TiO2 system by molecular dynamic simulation. The results showed that chemisorption is carried out through a consecutive deprotonation process, and Ti-O bond formation by the monodentate OH and COOH anchoring groups, for C3G and bixin respectively. Finally, we tested the effect of the dye – TiO2 intera...

Se prepararon electrodos nanoestructurados basados en dióxido de titanio (TiO2) con pequeñas cantidades incorporadas de óxido de magnesio (MgO) con el fin de mejorar su desempeño en las celdas solares sensibilizadas con colorante. Las películas se obtuvieron mediante la mezcla de P25, que es un polvo estándar de dióxido de titanio, con una sal de magnesio como es el MgCl2 a bajas concentraciones en etanol. Con la pasta resultante se obtuvieron las películas por el método del Dr. Blade. Luego de la coloración de la película se procedió a completar la celda solar añadiendo el par redox yoduro/triyoduro (I^-/I_3^-) y ensamblándolo junto a un contraelectrodo de platino.

This work studies the interaction between natural dyes obtained from Peruvian Zea mays and Bixa orellana seeds and nanostructured titanium dioxide, in order to evaluate their function as sensitizers into solar cell devices. The effective attachment of dyes to the TiO2 layer is corroborated by the comparison of UV-Visible absorption and FT-IR spectra of the extracted dye solutions and sensitized TiO2 electrodes. The principal compounds from the seed extraction of Zea mays and Bixa orellana are cyanidin-3-glucoside (C3G) and bixin respectively, which were analyzed in an isolated dye/cluster TiO2 system by molecular dynamic simulation. The results showed that chemisorption is carried out through a consecutive deprotonation process, and Ti-O bond formation by the monodentate OH and COOH anchoring groups, for C3G and bixin respectively. Finally, we tested the effect of the dye - TiO2 interact...

The authors gratefully acknowledge support from the PhD program in Physics of the National University of Engineering financed by CONCYTEC through Resolution No. 197-2015.

Se prepararon electrodos nanoestructurados basados en dióxido de titanio (TiO2) con pequeñas cantidades incorporadas de óxido de magnesio (MgO) con el fin de mejorar su desempeño en las celdas solares sensibilizadas con colorante. Las películas se obtuvieron mediante la mezcla de P25, que es un polvo estándar de dióxido de titanio, con una sal de magnesio como es el MgCl2 a bajas concentraciones en etanol. Con la pasta resultante se obtuvieron las películas por el método del Dr. Blade. Luego de la coloración de la película se procedió a completar la celda solar añadiendo el par redox yoduro/triyoduro (I^-/I_3^-) y ensamblándolo junto a un contraelectrodo de platino. Las medidas J-V (corriente-voltaje) realizadas muestra una mejora en la eficiencia de conversión de potencia de 2.32 a 2.55% con la adición de MgCl2 a una concentración de 1mM. Así mismo se observa una mejor...

Las celdas solares sensibilizadas con colorante (CSSC) son dispositivos de conversión de energía solar a eléctrica atractivos por su fabricación flexible y de bajo costo. Están basadas en la sensibilización de un semiconductor de banda prohibida amplia que consiste en una película nanoporosa con una gran área superficial. El colorante, ubicado sobre la superficie de la película, cumple el importante rol de absorber la luz e inyectar electrones a la banda de conducción del semiconductor. Típicamente, se emplean compuestos inorgánicos basados en complejos de Rutenio como moléculas sensibilizadoras para la CSSC. Sin embargo, el uso de estos colorantes sintéticos tiene desventajas como el alto costo y su toxicidad. En contraparte, los colorantes naturales son de fácil extracción y sus componentes orgánicos, que también realizan la absorción de luz solar, pueden ser utiliza...