Análisis de espectroscopia de impedancia para la optimización del rendimiento fotovoltaico de céldas solares sensibilizadas con colorantes naturales.

Con los combustibles fósiles considerados ampliamente como negativos para el medio ambiente y teniendo en cuenta además su limitada disponibilidad para el futuro, se hace necesario plantear alternativas. Una de ellas es la energía nuclear la cual, a pesar de que no produce gases de efecto invernadero, genera residuos radiactivos que peligrosamente permanecen por cientos de años. Ante esto, la fuente ideal de energía debe ser natural y constantemente repuesta, es decir, debe ser renovable. Al 2018, el 11% de toda la energía consumida en el mundo provino de fuentes renovables, porcentaje mayor al 2.2% de la energía nuclear. Esto habla del aumento de conciencia sobre la necesidad de encontrar una alternativa sostenible y no contaminante para el medio ambiente. Las celdas solares sensibilizadas con colorante (CSSC) son dispositivos de conversión de energía solar a eléctrica atractivos por su fabricación flexible y de bajo costo. Están basadas en la sensibilización de un semiconductor de banda prohibida amplia que consiste en una película nanoporosa con una gran área superficial. El colorante, ubicado sobre la superficie de la película, cumple el importante rol de absorber la luz e inyectar electrones a la banda de conducción del semiconductor. Típicamente, se emplean compuestos inorgánicos basados en complejos de Rutenio como moléculas sensibilizadoras para la CSSC. Sin embargo, el uso de estos colorantes sintéticos tiene desventajas como el alto costo y su toxicidad. En contraparte, los colorantes naturales son de fácil extracción y sus componentes orgánicos, que también realizan la absorción de luz solar, pueden ser utilizados como sensibilizadores para la CSSC. El presente proyecto propone extraer colorantes a partir de productos naturales oriundos del Perú, para la sensibilización de películas nanoporosas de dióxido de titanio (TiO2). Las CSSCs fabricadas serán estudiadas desde el punto teórico y experimental. Se estudiarán los procesos de transporte y recombinación que ocurren en la celda solar. Para ello se recurrirá al método de espectroscopía de impedancia electroquímica. Como resultado se generará un nuevo protocolo para la medicion de impedancia electroquímica en celdas solares sensibilizadas con colorante cuya precisión permitirá una optimización efectiva de la eficiencia de conversión de potencia. Como consecuencia los proyectos relacionados a este tipo de dispositivos tendrán mejores resultados y de mayor precisición. Esto conllevará a un mayor interes en el estudio de los colorantes naturales y la investigación podrá extenderse a las diversas regiones del país en donde se encuentren productos naturales de buen prospecto para su uso en estos dispositivos.