Una nueva investigación de la Universidad de Columbia Británica y la Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill muestra que el uso de halógenos, una clase de elementos que incluyen flúor, bromo, cloro y yodo, en una célula solar sensibilizada por colorante puede aumentar la conversióneficiencia en un 25 por ciento. El descubrimiento podría sentar las bases para diseños mejorados de células solares.
"Las células solares sensibilizadas con colorante son un tipo prometedor y avanzado de células solares para aplicaciones urbanas, pero hay mucho margen de mejora dado que las tasas de conversión oscilan entre el 7 y el 14 por ciento", dijo el autor principal, Fraser Parlane, un graduadoestudiante de química en la UBC: "Esta es la primera prueba directa de que los halógenos y los enlaces que forman con otras moléculas pueden ser el factor crucial para aumentar el rendimiento de una célula solar sensibilizada por colorantes".
Una célula solar sensibilizada por colorante consiste en un electrolito, dos electrodos y una delgada película semiconductora recubierta con un tinte que absorbe la luz. Cuando la luz incide en el tinte, libera electrones en el semiconductor y de allí a los electrodos, produciendo uncorriente eléctrica.
Para que la célula funcione bien, el electrolito debe reabastecer constante y rápidamente el colorante con electrones. Los investigadores encontraron que la presencia de los halógenos aceleró esta transferencia de electrones. Experimentaron con cuatro colorantes diferentes que contienen flúor, bromo, cloro o yodo yutilizó la técnica espectroscópica de absorción de rayos X en un sincrotrón para observar el proceso.
"Los halógenos no han sido el foco de mucha investigación de células solares. Forman enlaces transitorios muy débiles que existen por menos de 10 microsegundos, y típicamente constituyen solo una pequeña porción de todos los átomos en una célula solar. Nosotros"Estamos encantados de demostrar que estos enlaces pueden hacer una diferencia tan significativa en la conversión de energía solar", dijo Curtis Berlinguette, profesor de química e ingeniería química y biológica en UBC que supervisó el trabajo.
Los investigadores también descubrieron que cuanto más grande es el halógeno, mejor es el tinte al ser reabastecido con electrones. Los tintes que contienen yodo, que es más del doble del radio del flúor, son regenerados casi tres veces más rápido por el electrolito.
"En conjunto, estos descubrimientos pueden ayudarnos a ajustar las interacciones en las células solares sensibilizadas por colorantes para optimizar su rendimiento. Y eso podría abrir nuevas vías de exploración en la búsqueda de tecnologías de conversión de energía baratas y eficientes", agregó Berlinguette.
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Materiales proporcionados por Universidad de Columbia Británica . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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