Celdas solares sensibilizadas con colorante utilizando foto electrodos de TiO2/ZrO2

Abstract

Este trabajo de tesis tiene como objetivos sintetizar nanopart´ıculas de TiO2 y ZrO2, para aplicarlas en celdas solares sensibilizadas con colorante (DSSC). La síntesis de nanopartículas TiO2 es por el método de solgel contratamiento hidrotermal a 200◦C en autoclave, de igual forma, la síntesis de ZrO2 se llevó a cabo por el mismo método, con tratamiento térmico en un horno a 800◦C. Dado que los parámetros para la síntesis de TiO2, ya estaban establecidos no se tuvo problemas para obtener partículas TiO2 de tamaño nanométrico. La síntesis de ZrO2 se llevó a cabo por cuatro rutas, en una de las cuales se obtuvo tamaños nanométricos de partículas de ZrO2. Para estimar el tamaño de partícula se utilizó la técnica dispersión dinámica de luz(DLS) y por análisis de imágenes, obtenidas por microscopía electrónica de barrido. Al final de la síntesis, se obtuvo los patrones de difraccóon para identificar, la estructura cristalina que se obtuvo tanto de TiO2 como de ZrO2. Las nanopartículas de T iO2 y ZrO2 que se obtuvieron como resultado de la síntesis, fueron utilizadas para la aplicación en las DSSC. Se elaboraron celdas con fotoelectrodos de TiO2 y con la mezcla iO2 − ZrO2 utilizando como sensibilizador un complejo de rutenio conocido comercialmente como N719. Se hizo pruebas para la mezcla, en la que se encontró la proporción óptima ZrO2:TiO2 en la que se obtiene una mayor eficiencia. Se realizaron caracterizaciones de: corriente-voltaje (I-V), eficiencia de conversión de fotón incidente a electrón(IPCE) e Impedancia Electroquímica. En las que se pudo observar un mejor comportamiento óptico y eléctrico de las DSSC elaboradas con la mezcla 91 %TiO2 − 9 %ZrO2 con respecto a las celdas de TiO2.