Estudios Fotoelectroquímicos de Celdas Solares Orgánicas

EUGENIA CASTILLO, FERNANDO FUNGO, MARIA E. MILANESIO, EDGARDO DURANTINI, LUIS OTERO, JUANA CHESSA Y LEONIDES SERENO

Termas de Río Hondo, Santiago del Estero

Congreso; XIV Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2005

Asociación Argentina de Investigaciones Fisicoquímicas

El principio de funcionamiento de celdas solares construidas por una red nanoestructurada de óxido semiconductor espectralmente sensibilizada por colorantes orgánicos (Dye Sensitized Solar Cells, DSSC) se basa en la inyección de cargas ultra-rápida desde el estado excitado del colorante hacia la banda de conducción del semiconductor, y la subsiguiente regeneración del colorante por un reductor de sacrificio. Uno de los aspectos que debe ser rediseñado en las celdas solares que utilizan el principio de sensibilización espectral es la utilización de electrolitos líquidos. La presencia de un solvente orgánico o acuoso produce ciertas limitaciones practicas, tanto de construcción como de operación por periodos prolongados. El reemplazo del medio líquido por electrolitos redox de estado sólido o gelificado, utilizando polímeros, es un gran paso adelante en alcanzar el diseño de sistemas conversión de energía solar económicamente competitivos. Por otra parte, en principio es posible obtener mayores rendimientos de conversión de energía mediante la utilización de nuevas estructuras moleculares, en las cuales un efecto “antena” y procesos de transferencia de carga intramolecular fotoinducidos puedan ocurrir como paso previo a la inyección heterogénea de carga. En el presente trabajo se ha utilizado como sensibilizador para la generación de efectos fotoeléctricos un nuevo sistema supramolecular Porfirina-Fulereno (P-C60, Figura 1) y un electrolito sólido (LiI – I2 en fluoruro de polivinilideno (PVdF). El C60 fulereno es un excelente grupo aceptor de electrones, por lo que es altamente probable la formación de estados de separación de cargas fotoinducidos a partir de la excitación de la subunidad tetrapirrolica. Por otra parte, las moléculas deben estar adecuadamente funcionalizadas de modo que adquieran una orientación preferencial sobre el fotoelectrodo. Con este fin se utilizó fulereno con un grupo carboxílico libre, el que permite una correcta orientación de la molécula sobre la superficie del oxido semiconductor