Se aplicó un polímero verde derivado de biorresiduos a las células solares sensibilizadas con colorante. Se modificó el quitosano obtenido de la quitina de insectos y crustáceos para producir el electrolito de ftaloilquitosano para las células solares sensibilizadas con colorante con una eficiencia de más de 7%.
El quitosano es un polímero natural derivado de la quitina que se puede encontrar en camarones, langostas y cangrejos. El quitosano es inodoro, no tóxico, biodegradable, biocompatible y tiene una alta resistencia mecánica. Este biopolímero tiene muchas aplicaciones potenciales, tanto farmacéuticas como biomédicas.ingeniería, industria de envasado de alimentos, producción de papel, textiles, cementos, formación de películas más finas y, y tratamiento de aguas residuales. El quitosano se puede aplicar como polímero huésped en electrolitos poliméricos sal disuelta en un disolvente polimérico de alto peso molecular. Sin embargo, el quitosano tiene poca solubilidady solo se puede disolver en ácidos diluidos. Por lo tanto, el quitosano se ha modificado mediante N-ftaloilación para mejorar su solubilidad. El N-ftaloilquitosano se puede disolver en dimetilformamida DMF, dimetil-acetamida DMAc, dimetilsulfóxido DMSO y piridina.En este trabajo se ha preparado y aplicado electrolito de polímero en gel a base de ftaloilquitosano en células solares sensibilizadas con colorante.
Las células solares sensibilizadas por colorante DSSC tienen el potencial como una alternativa más ecológica de bajo costo a las células solares disponibles basadas en semiconductores de silicio Si. Las células solares de Si ahora han alcanzado eficiencias del orden del 25% en el laboratorio yLos paneles solares comerciales de Si tienen eficiencias del orden del 15-16%. Estos paneles son muy caros debido a la necesidad de materiales cristalinos de alta pureza para fabricar las células solares. Además, los materiales tóxicos utilizados durante la producción de Si resultan en contaminación ambiental.El Si policristalino y otras celdas solares basadas en película delgada son comparativamente más baratas pero de baja eficiencia. Las celdas solares basadas en Si amorfo menos costosas tienen una vida útil más baja de alrededor de 3-4 años solamente.
Por otro lado, los DSSC, que fueron introducidos por Michael Gratzel de Suiza en 1991, son mucho más baratos ya que no requieren materiales monocristalinos para su funcionamiento. Un DSSC consiste en un semiconductor de banda ancha más barato, como el dióxido de titanio TiO2 sensibilizado con un tinte para absorber la luz y un electrolito que contiene un par redox generalmente I- / I3-. El TiO2 es un material no tóxico ampliamente utilizado en la industria cosmética. Para la fabricación de DSSC, el TiO2 se deposita en un conductosustrato de vidrio óxido de indio y estaño, ITO o óxido de estaño dopado con flúor, FTO y forman una red nanoporosa de partículas que conduce al aumento del área de superficie para la cobertura del tinte. El contraelectrodo es otro vidrio conductor recubierto con una fina capa de platino.El electrolito se intercala entre el electrodo de trabajo que contiene el TiO2 sensibilizado con tinte y el contraelectrodo.
El principio de funcionamiento del DSSC es el siguiente. El fotoanodo consiste en un vidrio conductor transparente TCG sobre el cual se recubre con un semiconductor de dióxido de titanio TiO2 y se empapa en un tinte de rutenio. El electrolito de ftaloilquitosano en gel que se ha agregadocon mediadores se intercala entre el fotoanodo y el contraelectrodo, generalmente platino. Las moléculas de tinte absorben la luz incidente y se energizan. Esto lleva a que se libere un electrón de cada molécula de tinte. Los electrones entran y se filtran en el semiconductor de TiO2 y salen de la celda paraEl circuito externo a través del TCG y finalmente llega al contraelectrodo. En el contraelectrodo, los mediadores capturan los electrones y los transfieren a las moléculas de tinte que han liberado electrones después de absorber la luz. Luego, el tinte se repone. El flujo de electrones se completa ySe produce corriente. Este proceso continúa hasta que se apaga la luz. El DSSC que emplea polímero de gel de N-ftaloilquitosano electrolyte exhibió una alta eficiencia de conversión de energía de 7-8%.
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Materiales proporcionado por Universidad de Malaya . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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