Estudio de Nanohilos de ZnO Sensibilizados con Nuevos Complejos de Ru para su Aplicación en DSSC

COMEDI, DAVID; TIRADO, MONICA; VEGA, NADIA; KATZ, NÉSTOR E

Buenos Aires

Congreso; 103º Reunión Nacional de Física, Asociación Física Argentina; 2018

Asociación Física Argentina

La búsqueda de nuevas tecnologías para la conversión de la energía solar en energía eléctrica en forma eficiente e innovadora, con bajos costos económicos y ambientales, hace que en la actualidad se estén explorando nuevos materiales con propiedades optoelectrónicas apropiadas a tal fin. De las distintas clases de celdas solares de tercera generación, las del tipo Grätzel, también llamadas DSSC (del inglés dye-sensitized solar cell) producen electricidad mediante un principio foto-electroquímico, cambiando la energía lumínica en energía eléctrica [1]. Son celdas solares de bajo costo y se conforman de un semiconductor formado entre un ánodo fotosensible y un electrolito.La celda tiene propiedades bastante atractivas ya que además de ser de bajo costo, es muy fácil de crear, semiexible, semitransparente o incluso transparente totalmente. El semiconductor más empleado en este tipo de celda es el TiO2, que es, además el material que utilizaron Grätzel y su equipo para el desarrollo de la primera celda DSSC [1]. Pero recientemente, el ZnO, con una energía de gap similar a la del TiO2, apareció como un material alternativo para aplicarlo en las DSSC [2]. EL ZnO posee alta estabilidad ambiental, y alta movilidad electrónica, proveyendo un camino de conducción directa para la recolección de electrones en el sustrato del fotoánodo [2].Además, el ZnO tiene propiedades físicas parecidas al TiO2, cristaliza fácilmente y puede fabricarse en una gran variedad de morfologías [3]. En esta dirección, presentamos un trabajo sobre la fabricación de prototipos de celda solar basadas en nanohilos (NHs) de ZnO sensibilizados por complejos de Ru y su posterior evaluación mediante mediciones optoeléctricas como curvas IV. Los NHs de ZnO fueron crecidos por un método hidrotermal a baja temperatura sobre sustratos de ITO y de FTO. Como sensibilizante se emplearon diferentes complejos de Ru [4] y [5] y el contra electrodo consta de un vidrio con FTO recubierto con Pt depositado químicamente.[1] B. O'Regan and M. Grätzel. A low-cost, high-efficiency solar cell based on dye-sensitized colloidal TiO2 films," Nature 353, 737 (1991).[2] A. Apostolopoulou, D. Karageorgopoulos, A. Rapsomanikis, and E. Stathatos. Dye-Sensitized Solar Cells with Zinc Oxide Nanostructured Films Made with Amine Oligomers as Organic Templates and Gel Electrolytes," J. Clean Energy Technol. 4, 311 (2016).[3] N. C. Vega, R. Wallar, J. Caram, G. Grinblat, M. Tirado, R.R. LaPierre and D. Comedi. ZnO nanowire co-growth on SiO2 and C by carbothermal reduction and vapour advection", Nanotechnology 23 275602 (2012).[4] J. H. Mecchia Ortiz, N. C. Vega, D Comedi, M Tirado, I Romero, X Fontrodona, T Parella, F. Eduardo Morán Vieyra, C. D. Borsarelli, y N. E. Katz. Improving the photosensitizing properties of ruthenium polypyridyl complexes using 4-methyl-2,2-bipyridine-4-carbonitrile as an auxiliary ligand," Inorg. Chem. 52, 4950 (2013).[5] N. C. Vega, J. H. Mecchia Ortiz, M. Tirado, N. Katz, D. Comedi. ZnO manieresensitization with Ru polypyridyl complexes: charge transfer probed by spectral and relaxation photocurrent measurements", Mater. Res. Express 5, 075020 (2018).