Análisis del comportamiento electroquímico de nanopartículas de tipo núcleo coraza Ag@ZnOen celdas solares sensibilizadas con colorantes

AGUIRRE, M.; DE SOUSA GOES, M.; DI IORIO, Y.; BUENO, P.; PARRA, R.; GRELA, M.A.

Rosario

Congreso; XVIII Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica de la AAIFQ; 2013

Asociación Argentina de investigación Fisicoquímica, Áreas de Fisicoquímica y Química Inorgánica del Departamento de Química Física de la Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas,Universidad Nacional de Rosario

Las nanopartículas metálicas pueden influenciar el comportamiento fotovoltaico y fotocatalítico de los semiconductores a través de la equilibración del nivel de Fermi aceptando electrones o induciendo efectos plasmónicos en su superficie. Los primeros intentos de desarrollo de celdas solares combinando metales y semiconductores consisten en un film de metal (Ag) depositados sobre un sustrato conductor y separado del semiconductor por una capa aislante (SiO2) con el objeto de preservar al metal de la corrosión. Recientemente, se han utilizado partículas del tipo nucleo@coraza, integradas por Au@TiO2 para dar lugar a una nueva generación de celdas solares plasmónicas1. En esta presentación se utilizan nanocompositos Ag@ZnO sintetizados y caracterizados en nuestro laboratorio2 para la obtención de films de distintos óxidos semiconductores (ZnO, TiO2) y se estudia su comportamiento como ánodos en celdas solares sensibilizadas con N 719. Objetivos: Evaluar la influencia del metal en la eficiencia y comportamiento fotovoltaico de las celdas estudiadas. Cuantificar a través de los estudios realizados los efectos plasmonicos y de carga en cada uno de los sistemas propuestos. Resultados: La dispersión de los nanocompositos en films de ZnO muestra un marcado aumento de la densidad de fotocorriente, j, y un aumento del potencial a circuito abierto, VOC, como consecuencia del corrimiento aparente del nivel de Fermi a potenciales más negativos. Análisis de este sistema por espectroscopia de impedancia indica una disminución en la recombinación en la interface semiconductor-electrolito. La dispersión de los nanocompositos en films de TiO2 se traduce principalmente en un efecto de carga (aumento del VOC). Se analizan y discuten las diferencias obtenidas. Conclusiones: La dispersión de nanocompositos Ag@ZnO en films de ZnO y TiO2 indica la potencialidad de las partículas nucleo@coraza en el desarrollo de celdas solares plasmónicas y permiten discernir los efectos plasmónicos y de carga que producen un incremento en la eficiencia de las DSSC. Referencias bibliográficas 1. Choi, H.; Ta Chen, W.; Kamat, P. V., Nanoletters. 2012, 6, 4418. 2. Aguirre, M. E.; Rodríguez, H. B.; S. Román, E.; Feldhoff, A.; Grela, M. A., J. Phys. Chem. C 2011, 115, 24967?24974.