Simulación de la transferencia de carga fotoinducida en celdas solares sensibilizadas por colorantes

MARQUEZ D. M; DR. CRISTIÁN G. SÁNCHEZ

Córdoba

Congreso; VIII Jornadas de Posgrado- II Jornadas de Ciencia y Tecnología; 2018

Facultad de Ciencias Químicas- Universidad Nacional de Córdoba

Las celdas solares sensibilizadas por colorantes (DSSCs, por sus siglas en inglés) son una tecnología atractiva para la conversión de energía solar, sus ventajas incluyen su bajo costo de manufactura y fácil fabricación. Su funcionamiento involucra la fotoexcitación de un colorante adsorbido sobre un semiconductor nanoestructurado y su posterior relajación ultra-rápida (en tiempos del orden de femtosegundos) por transferencia de carga al semiconductor. Estas cargas son eventualmente recogidas por un electrodo y el estado redox del colorante es restaurado por especies presentes en la solución queson regeneradas en el cátodo.En trabajos previos hemos desarrollado un método de cálculo que permite la descripción dinámica del proceso de transferencia de carga colorante-TiO2. Se utiliza un modelo de tight-binding basado en lateoría del funcional de la densidad para la descripción de la estructura electrónica del sistema bajo la acción de campos electromagnéticos dependientes del tiempo. En base a estas simulaciones se desarrolló un protocolo que permite predecir el mecanismo de transferencia de carga (directa o indirecta) del colorante al semiconductor y si la transferencia es de huecos o electrones a una determinada energíade iluminación.En este trabajo presentamos resultados de la dinámica de la transferencia de carga explorando un rango de frecuencias para cada uno de los colorantes analizados, de manera de determinar cuáles son las energías en las que la transferencia de carga es más eficiente. Se utilizan estos resultados para explorar la eficiencia global bajo iluminación solar.