Celdas Grätzel de TiO2 sensibilizadas con el colorante natural Ayrampo (Opuntia Soehrensii), usando grafito como contraelectrodo

• Autor: Nazario Ticse, Russell
• Formato: tesis de maestría
• Fecha de Publicación: 2016
• Institución: Universidad Nacional de Ingeniería
• Repositorio: UNI-Tesis
• Lenguaje: español
• OAI Identifier: oai:cybertesis.uni.edu.pe:20.500.14076/5656
• Enlace del recurso: http://hdl.handle.net/20.500.14076/5656
• Nivel de acceso: acceso abierto
• Materia: Celdas solares sensibilizadas; Nanotecnología; Semiconductores

En busca de nuevos colorantes que hagan factible la fabricación en gran escala de las celdas solares sensibilizadas con colorantes, se buscan materiales que sean más económicos en comparación con los materiales convencionales que son producidos solo en laboratorios. Como se sabe, una aplicación de la nanotecnología es la conversión de energía solar en energía eléctrica por medio de la tecnología fotovoltaica, ya que se utilizan nanomateriales y/o películas con espesores nanométricos para la fabricación de celdas solares sensibilizados con colorante, por otro lado, se propone el uso de colorantes naturales como sensibilizador dentro de la celda Grätzel de TiO2. Estas celdas están conformadas por capas superpuestas, cada una tiene una función determinante y específica, siendo el colorante el encargado de absorber los fotones y convertirlos en electrones, teniendo una gran importancia en el voltaje de circuito abierto y en la eficiencia de la celda. El semiconductor (TiO2) es una capa nanoporosa sintetizada sobre un sustrato conductor FTO, cuyo espesor está en la escala micrométrica (um), luego este semiconductor se sensibiliza con el colorante, para ello el semiconductor es impregnado por el colorante natural (Ayrampo). El contraelectrodo es una capa de grafito sobre el FTO, el electrodo se hará cortocircuito con el contraelectrodo, entre ambos se colocará el electrolito. Los electrodos de preparados por el método de doctor blade luego fueron sinterizados, su espesor fue caracterizado por perfilometría para determinar su espesor, para después ser sensibilizados con el Ayrampo. Estas películas pigmentadas fueron caracterizadas por FTIR, para encontrar los tipos de enlaces presentes. Las celdas se caracterizaron con su curva Corriente versus Voltaje para determinar: FF, ISC, VOC, VPMM, IPMM y la eficiencia de la celda solar. También se realizó la caracterización de impedancia de la celda para observar su comportamiento interno. El principio de funcionamiento de la celda está dado por el efecto fotovoltaico, cuando la radiación solar cae sobre la celda, el fotón choca con la molécula de colorante, esto le da energía suficiente para excitarlo y hacer que el electrón pueda escapar de la molécula del colorante y pasar al semiconductor, cuando esto ocurre, se crea un flujo de electrones (e-). Entonces el electrolito liquido yoduro/Triyoduro I-/I-3) regenera al colorante con uno de sus propios electrones, los electrones viajan y crean un circuito eléctrico. La curva I-V muestra que la celda solar tiene un máximo de eficiencia en 0.75%.