El NiO que se adhiere a la superficie de las partículas de TiO2 actúa como un aislante o una barrera para evitar la recombinación de electrones, lo que lleva a una eficiencia de conversión de potencia mayor de DSSC.

étodo sonoquímico

El TiO2 es un semiconductor de bajo costo, no tóxico, que se utiliza como un pigmento blanco en pinturas de pared, pastas de dientes, y protectores solares. Se presenta principalmente en las fases de anatasa, rutilo y brookita

La caracterización estructural y morfológica de los electrodos de trabajo se realizó mediante difracción de rayos X y microscopía electrónica de barrido, respectivamente

Diagrama mostrando el esquema de una confi guración típica de una celda solar con base en películas delgadas de CIGS

En este tipo de celdas, la función del “sensibilizante” es la de absorber luz visible e inyectar electrones foto-generados hacia la banda de conducción del TiO2.

Uno de los primeros trabajos que reporta el uso de nanoestructuras para la fabricación de dispositivos fotovoltaicos (celdas solares) es el trabajo de Huynh y colaboradores.3 En dicho trabajo se reporta el uso de un material compuesto de nanobarras de selenuro de cadmio (CdSe) distribuidas en una matriz de poli(3-hexiltiofeno) (P3HT), como la capa absorbente de radiación electromagnética; a este tipo de dispositivos fotovoltaicos se les denomina “celdas solares de heterouniones híbridas

solo alrededor del 0.1%1 de la electricidad producida en el mundo es captada de los rayos del sol por celdas solares y convertida en energía eléctrica

gran inconveniente asociado al uso de combustibles fósiles es de carácter ecológico, y se ve directamente influenciado por las crecientes exigencias por parte de la sociedad de disminuir las emisiones de gases de efecto invernadero, resultantes de la quema de estos combustibles. Bajo esta perspectiva, el ser humano se encuentra forzado a voltear su mirada a la producción de energía eléctrica utilizando tecnologías alternas que representen una solución sustentable, a fin de solventar la creciente demanda energética a nivel mundial.

En este sentido, las celdas solares surgen como un dispositivo prometedor para la generación de energía limpia a través del uso de recursos alternos.

os nanomateriales plasmónicos pueden ofrecer vías prometedoras para abordar las limitaciones intrínsecas delrendimiento de las celdas solares orgánicas convencion

Consiste en la reducción química de sales de metales con agentes reductores en presencia de estabilizantes para evitar la agregación

nanociencia y la nanotecnología se refieren a la ciencia y técnica en la que se estudian, obtienen y manipulan materiales y dispositivos a escala nanométrica (entre 1 y 100 nm).Los romanosen la antigüedad ya fabricaban cristales con metales en la nanoescala(de este período proviene la copa de Licurgo)[1,2].En 1857, Michael Faraday publicó el primer estudio científico sobre coloides. En este trabajo se estudiaba experimentalmente la influencia de partículas muy pequeñas de oro (y otros metales) sobre la luz[3].Esta rama de la ciencia ha revolucionado diversos ámbitos científicos e industriales apartir del desarrollo de herramientas para la caracterización y manipulación de estructuras enla nanoescala (el microscopio electrónico de transmisióny barrido, la microscopía de fuerza atómica y efecto túnel, etc.)yel descubrimiento de nuevosmateriales(los fullerenos, los nanotubos de carbono, el grafeno, etc.)[2].En la nanoescala, la materia exhibe algunas propiedades que pueden ser diferentes de las propiedades tanto de átomos y moléculas como del material macroscópico.

Actualmente lasceldas solaressensibilizadasconcolorante esuna de las mejoresalternativaspara elaprovechamientode la energíasolar, pues suproceso de producciónno requiere de costososequipos nicontroladas condiciones ysueficiencia va enaumento.

elcolorante comercialde complejo derutenio

Elelectrolitoen laceldasolaresusualmenteunsolventeorgánicoconteniendoelpar redox I-/I3

Este tipo de celda solar usamoléculas coloreadas adsorbidas sobre óxidos semiconductoresnanocristalinoscomoTiO2oZnOparacolectarlaluzdelsol, la absorcióndelaluz(porloscolorantes) yelprocesodecolección delacarga(porel semiconductorqueactúacomo electrodo) sonseparados, imitandodeestamanera alanaturalabsorcióndelaluzinlafotosíntesis.

lasceldassensibilizadasconcoloranteolas celdas orgánicas,queestántodasaúnen proceso deinvestigaciónperoquecuentanyaconnotablesresultadosquealientan acontinuarlasinvestigaciones.

El rendimiento de la celda Grätzel es crucial y siempre han sido diseñados utilizando los parámetros: voltaje de circuito abierto VOC, factor de forma FF y la corriente de corto circuito (ISC), y esto se puede apreciar en una curva I-V

método Sol-Gel

El objetivo de un dispositivo fotovoltaico (celda solar) es el de convertir la energía solar en energía eléctrica, implicando para ello diversos procesos fundamentales que explicaremos a continuación

La contaminación en estos tiempos ha alterado el balance natural de los niveles de CO2 en la atmósfera. La absorción infrarroja de la radiación solar y la longevidad del CO2 atmosférico están causando el efecto invernadero. Entonces los retos más grandes que encara los tiempos actuales son el incremento global de la demanda de energía y el control del nivel de emisiones de CO2. Por lo tanto, uno de los objetivos de la humanidad es el desarrollo de fuentes de energías alternativas como las energías renovables, buscando la protección del medio ambiente1,2. La energía renovable es fuente de la naturaleza, siendo virtualmente inagotables, no sólo porque contienen una inmensa cantidad de energía sino porque además, son capaces de regenerarse por medios naturales3. Un tipo de energía renovable es la energía solar y una forma de aprovechar este tipo de energía es la generación de fuentes fotovoltaica como las celdas solares.

sinterizado a 450°C,

Armado de las celdas solares

CELDA SOLAR SENSIBILIZADA

tamaño promedio de las partículas suspendidas en esta solución

A pesar de la investigación intensiva, no se ha publicado ningún colorante que exceda significativamente el umbral de eficiencia del 12% a escala de laboratorio. Los colorantes más eficientes alcanzan valores de alrededor del 10-12%. Los colorantes de referencia son N3(η = 10%) y N749 (η = 10,4%)

Sevieneinvestigandoelpotencialdemásde23materialessemiconductores,prometedoresparasuaplicaciónenceldasfotovoltaicasdebajocostoynotóxicos(Ga2O3, ZnO, MgO,SiO2, In2O3,SnO2, TiO2, WO3.

el comportamiento del ZnO, y mezclas de óxidos

nanopartículas de TiO2modificadas en pequeñas cantidades con nanopartículas de SnO2(SnO2/TiO2

Las llamadas celdassolares sensibilizadas por colorantes (DSSCdel término en inglésDyesensitized solar cell) son de interés porque son relativamente baratas de producir y abren un nuevo campo de investigación. No se necesitan tecnologías especiales para su fabricación y los materiales, en su mayoría,están ampliamente disponibles

El panorama para la demanda energética mundial, proyecta un crecimientosignificativo durante el periodo de 28 años desde 2012 al 2040 según el International Energy Outlook(2016). El consumo total de energía comercializada estabapor 549 cuatrillones de unidades térmicas británicas (Btu)(138,452 Ptoe)en el 2012, pasaráa 629 cuatrillones de Btu(158,627 Ptoe)en el 2020 y de alcanzará 815 cuatrillones de Btu(205,535 Ptoe)en el 2040;es decir se podrá experimentar un aumento del 48% desde el2012 al2040

dióxido de estaño

ifracción de rayos X, espectroscopía infrarroja con transformada de Fourier, dispersióndinámica de luz y microscopíaelectrónica de barrido

sintetizadas por dos técnicas químicas usadas de forma combinada: sol-gel y sonoquímica

modificado con un 0.1% de oxido de aluminio

dióxido de titanio modificado con oxido de aluminio

Grätzel