Fabricación y caracterización de celdas solares sensibilizadas de nanopartículas de TiO2 modificadas con NiO

Abstract

La energía es la línea de vida de la economía global, y sin ella no sería posible pensar en el mundo como lo conocemos hoy. La energía tiene un efecto directo y trascendental sobre la economía, puesto que un precio bajo y estable de la energía ayuda a estimular la economía, reduciendo los gastos de las empresas y personas, que pueden utilizarla en diferentes sectores productivos. La energía no es solo de gran importancia para la economía, sino que también es necesaria para la provisión de servicios básicos como la educación y la salud. Sin ella las oportunidades de acceder a dichos servicios con calidad se ven fuertemente disminuidas. Más aun, las sociedades necesitan de servicios energéticos para cubrir las necesidades humanas básicas, incluyendo el alumbrado, la movilidad, la comunicación, y las actividades productivas. En el presente trabajo se busca el contribuir en la búsqueda del desarrollo de nuevas energías que puedan en algún futuro próximo abastecer de manera cabal a lo necesitado por las sociedades. Para este trabajo se ha empleado un polvo nanoporoso comercial de dióxido de titanio denominado P25, el cual ha sido modificado por óxido de níquel. Para el depósito de las películas se ha empleado el método del Dr. Blading sobre sustratos de vidrio recubiertos con un conductor transparente de SnO2 : F. Para la sensibilización de los recubrimientos de óxido de titanio se ha empleado el compuesto cis-bis(isotiocianato)-bis(2,2’bipiridil-4,4’dicarboxilato)rutenio(II)bistetrabutil amonio, también conocido como N719. El electrolito utilizado está constituido por el par redox I-/I-3 Las medidas reportan eficiencias de hasta 3.73 % para una irradiancia de 1000 W/m2 usando un sistema constituido por una fuente de iluminación de 250 W, una cámara oscura, un banco óptico y un filtro IR.

Energy is the lifeline of the global economy, and without it would not be possible to think of the world as we know it today. The energy has a direct and far-reaching effect on the economy, since a low and stable price of energy helps to stimulate the economy by reducing the costs of businesses and people who can use it in different productive sectors. Energy is not only of great importance for the economy, but is also necessary for the provision of basic services such as education and health, without it the opportunities to access these services with quality are greatly diminished. Moreover, societies need energy services to meet basic human needs, including lighting, mobility, communication, and productive activities. This thesis seeks to contribute to energy development that can, in a near future, supply necessities for society. In this work has been used a commercial nanoporous titanium dioxide powder called P25, which has been modified with nickel oxide. The deposition of the electrodes was performed by Dr. Blading method on transparent conductive (SnO2 : F) glass. The sensitization of titanium oxide electrodes was obtained using the dye: cis-bis (isothiocyanate) bis (2,2'bipiridil-4,4'dicarboxilato) ruthenium (II) ammonium bistetrabutil, also known as N719. The electrolyte used in the solar cells was the redox couple I- / I -3 Solar efficiencies reached values as high as 3.73%, at an irradiance of 1000 W/m2 using a system consisting of a light source of 250 W, an optical bench and an IR filter, inside a dark camera.