Determinación de la eficiencia energética de celdas solares sensibilizadas con pigmentos obtenidos de extractos naturales, procesos microbiológicos y nanopartículas de germanio

Abstract

En el presente proyecto se caracterizaron celdas solares sensibilizadas con pigmentos de extractos naturales, pigmentos extraídos de microorganismos, y nanopartículas de germanio como co-sensibilizantes. Se procedió a mejorar el proceso de ensamblado de las celdas en conjunto con el grupo de trabajo de celdas solares del CELEQ, y con la ayuda de la experiencia del Ph.D. Thomas Moehl. Con las mejoras al proceso se logró aumentar la eficiencia de celdas sensibilizadas con el tinte de referencia Z907 de un 0,36 % a un 4,3 %. Se caracterizó la reproducibilidad de las celdas ensambladas con el proceso mejorado, para lo cual se ensamblaron 12 celdas sensibilizadas con el tinte de referencia Z907, y se obtuvieron los promedios de los parámetros característicos, JSC 12,6 ± 0,7 mA/cm2 , VOC 0,71 ± 0,03 V, Pmáx 43,0 ± 4,6 W/m2 , FF 0,48 ± 0,02 y %¿ 4,30 ± 0,46 %; valores que se encuentran dentro de los valores generalmente reportados en la literatura para celdas sensibilizadas con Z907, sin embargo, para el electrolito utilizado en las celdas, 0,6 M BMII, 0,3 M I2, y 0,5 M TBP se reportan valores de eficiencia entre 6 % a 7 %, por lo que el valor promedio obtenido todavía es bajo y se debe mejorar hasta obtener valores similares a los mencionados. Sin embargo las deviaciones con respecto a la media de los datos de eficiencia de las 12 celdas se encuentran en su mayoría entre ± 1 S, dentro de una distribución t-Student, por lo que se puede decir que el método de ensablado es bueno, y la reproducibilidad de las muestras obtenidas es confiable estadísticamente. Se caracterizaron celdas sensibilizadas con 4 diferentes pigmentos naturales, extraídos de picramnia, curcumina, caimito y rosa de Jamaica. Se emsamblaron 7 celdas con cada pigmento siguiendo las mismas condiciones para el tinte Z907, y se obtuvieron los parámetros característicos para cada pigmento, JSC 2,398 ± 0,398 mA/cm2 , VOC 0,455 ± 0,013 V, Pmáx 0,868...