Desempeño de un complejo de cobalto como mediador redox en celdas solares sensibilizadas por colorante basadas en películas electrodepositadas de ZnO

Celebramos la contribución de…

Esdras Josué Canto Aguilar

Maestro en Ciencias en Fisicoquímica

(CINVESTAV-Unidad Mérida)

Ingeniero Químico (IT Mérida)

“Desempeño de un complejo de cobalto como mediador redox en celdas solares sensibilizadas por colorante basadas en películas electrodepositadas de ZnO”

Tesis de Maestría

Resumen:

Se han fabricado celdas solares sensibilizadas por colorante (DSSC) basadas en ZnO nanoestructurado y mesoporoso, preparado por electrodepósito, con dos colorantes, un colorante de complejo de coordinación de rutenio y otro orgánico, y con un novedoso par redox basado en el complejo de cobalto [Co(2,2'-bipiridil)3]3+/2+. Este par redox ha sido reportado recientemente y fue usado para fabricar celdas solares con eficiencia récord de 12.3% a 1 sol, en noviembre del 2011. La caracterización electroquímica del mediador redox fue realizada mediante técnicas voltamperométricas como voltametría cíclica y mediante electroquímica de disco rotatorio, con cuales fueron determinados el coeficiente de difusión de cada especie electroactiva así como el potencial redox. De igual manera, películas delgadas de ZnO mesoporoso nanoestructurado con características adecuadas para su aplicación en DSSC fueron obtenidas por electrodepósito galvanostático desde un baño electrolítico de ZnCl2, siendo este caracterizado previamente por voltametría cíclica. Para la fabricación de celdas solares se usaron dos tipos de colorantes, para determinar la influencia del tinte sobre el desempeño de estas celdas novedosas. Se construyeron celdas solares usando los componentes y su desempeño fue caracterizado con curvas de corriente versus voltaje bajo la luz de un lámpara que funciona como simular solar. Las celdas con el colorante orgánico OD8 dieron la más alta eficiencia con el par redox I-/I3 -, pero las celdas con el nuevo par redox tenía un desempeño excelente en términos de corriente. El voltaje de circuito abierto en las celdas con el nuevo par redox fue más bajo por 0.3 V, que indica que aunque teóricamente pudiera ser más alto con este par redox, la inefectividad de los colorantes usados en bloquear la superficie del ZnO, resulta en una cinética de recombinación más rápida que para el par redox I-/I3 -. Con el nuevo par redox, una eficiencia máxima de 0.69% fue obtenida con el tinte orgánico OD8, comparado con 0.98% para el par I-/I3 -. Estos resultados indican que el proceso de recombinación electrónica en la interface óxido metálico/solución electrolítica aún sigue siendo el mecanismo de pérdida con mayor importancia dentro de la celda.

Director de la Tesis: Dr. Gerko Oskam. (CINVESTAV-IPN Unidad Mérida)

Para citar:

Canto Aguilar, E.J. (2013) Desempeño de un complejo de cobalto como mediador redox en celdas solares sensibilizadas por colorante basadas en películas electrodepositadas de ZnO. Tesis de Maestría. Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional Unidad Mérida  Publicada Agosto de 2013.

Un sincero agradecimiento al MC. Esdras J. Canto Aguilar, por compartir sus logros en el  Blog de Biotecmérida. Esperamos que esto les  motive a enviar sus contribuciones.