Exploración de Tierras Raras en Electrodos de TiO2 para Celdas Sensibilizadas con Colorantes

En el contexto de la transición hacia fuentes energéticas limpias y sostenibles, esta propuesta de investigación aborda la mejora funcional de celdas solares sensibilizadas por colorante (DSSC, por sus siglas en inglés), una tecnología fotovoltaica de tercera generación destacada por su bajo costo, flexibilidad y rendimiento en condiciones de baja irradiancia. El proyecto se centra en el dopaje de pastas comerciales de dióxido de titanio (TiO2) con tierras raras como Europio e Itrio, provenientes tanto de fuentes estandarizadas como de residuos tecnológicos reciclados (principalmente lámparas fluorescentes). El objetivo es modificar las propiedades ópticas, electrónicas y estructurales del TiO2 para potenciar la absorción de luz, promover procesos de conversión espectral, y mejorar la separación y el transporte de portadores de carga en el fotoelectrodo, con miras a incrementar la eficiencia de conversión energética de las DSSC. La metodología contempla procesos de dispersión homogénea, calcinación y tratamientos térmicos controlados para la obtención de pastas dopadas, seguidos de la fabricación de fotoelectrodos. La caracterización de los materiales y dispositivos se realizará mediante técnicas avanzadas, que incluyen difracción de rayos X (DRX) para el análisis estructural, espectroscopía de energía dispersiva (EDS) para la determinación composicional de los elementos presentes, microscopía de fuerza atómica (AFM) para la evaluación de la morfología superficial, espectroscopía UV-Vis para la caracterización óptica y el análisis del desempeño fotovoltaico mediante curvas corriente–voltaje (I–V). El estudio comparativo entre tierras raras recicladas y estandarizadas permitirá establecer criterios técnicos, ambientales y económicos para su implementación a escala. Se espera validar una estrategia circular para la valorización de residuos tecnológicos en aplicaciones de energía solar, contribuyendo al desarrollo de nanomateriales funcionales con alto potencial de transferencia tecnológica e impacto nacional en el diseño de soluciones energéticas verdes, accesibles y escalables.

ZARATE VELASQUEZ ,CARLOS RAUL