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Trabajo Modular II

Alejandra Guadalupe Cruz Sánchez - Universidad de GuadalajaraAsesor: Jorge Andrés Ramírez Rincón - Fundación Universidad de América

Análisis de degradación óptica de pigmentos para la sensibilización de celdas solares

Universidad de Guadalajara-Modular II

En este trabajo se estudió la degradación óptica de pigmentos naturales y sintéticos para su uso en celdas solares. El objetivo principal es analizar el uso de achiote como fotosensibilizador para desarrollar celdas solares más amigables con el ambiente, económicas y accesibles.

Introducción

Universidad de Guadalajara-Modular II

(1)

Eficiencia = Pi/Pf,donde Pi es la potencia inicial y Pf la potencia final.

La eficiencia de una celda solar es

Dispositivos que convierten la luz del Sol en energía eléctrica.

¿Qué son las celdas solares?

Introducción

Universidad de Guadalajara-Modular II

  • Eficiencia de 12.3%
  • Menos contaminantes
  • Eficiencia de 17%
  • Peliculas delgadas de silicio, telurio de cadmio. sulfuro de cobre, zinc o estaño
  • Eficiencia de 25%
  • Contaminantes y costosas

Existen tres tipos de celdas solares:

Introducción

Celdas solares a base de silicio

1.

Celdas solares de películas delgadas

2.

Celdas solares sensibilizadas con colorantes

3.

Universidad de Guadalajara-Modular II

  • Rutenio - Eficiencia 12.3% - Tóxico y costoso
  • Tintes naturales - Eficiencia 9.8% - Degradación óptica

dioxido de titanio, TiO2

  • electrodo semiconductor
  • fotosensibilizador
  • contraelectrodo
  • electrolito redox

Introducción

No utilizan la recombinación de electrones y huecos. Sólo se le inyectan electrones al semiconductor.

Están formadas por:

Celdas solares sensibilizadas con colorantes

Universidad de Guadalajara-Modular II

Estudiamos el uso del tinte Bixa Orellana (achiote), que contiene Bixina, como fotosensibilizador en las DSSC.

Introducción

  • Compuestos capaces de absorber la luz visible y ultravioleta
  • Son fotosintéticos
  • Son compuestos lipídicos

Carotenoides como fotosensibilizadores

Universidad de Guadalajara-Modular II

donde T es la transmitancia y A la absorbancia.

Cámara hiperespectral

Ley de Lambert-BeerA = -log(T)

(2)

Introducción

Estudia las características fisicoquímicas de la materia por medio de su interacción con la luz

Espectroscopia óptica

Universidad de Guadalajara-Modular II

  1. Extracción del tinte
  2. Hicimos soluciones de achiote a 100 000 ppm, 90 000 ppm, 90 000 ppm + BTH, 50 000 ppm, 50 000 ppm + BTH, 10 000 ppm, 9 000 ppm y 9 000 ppm + BTH, y de Rutenio con etanol
  3. Tomamos fotos con la cámara hiperespectral a cada muestra todos los días durante 9 días

Metodología

Mollis donec lectus pharetra convallis vestibulum 30%

Universidad de Guadalajara-Modular II

Resultados

Seleccionamos el área de interés donde queremos obtener la transmitancia

Abrimos las imagenes por medio de Envi e hicimos el análisis en Origin

Universidad de Guadalajara-Modular II

Resultados

Universidad de Guadalajara-Modular II

Resultados

Universidad de Guadalajara-Modular II

0.021020.012860.044540.27156

1.874191.878411.884020.92196

1.895211.891271.928561.19352

100 000 ppm90 000 ppm90 000 pppm + BTHRutenio

Diferencia de absorbancia Ai-Af (ua)

AbsorbanciaAf (ua)

AbsorbanciaAi (ua)

Muestra

Resultados

10

Uni versidad de Guadalajara-Modular II

Resultados

11

Universidad de Guadalajara-Modular II

Queda hacer pruebas de conductividad eléctrica y probar y optimizar su uso en las DSSC, trabajo que se hará en el Modular III.

Conclusiones

¿Qué sigue?

  • Comprobamos que el achiote presenta estabilidad óptica
  • Descubrimos que el Rutenio presenta mayor degradación que el achiote
  • Podemos postular al achiote como una alternativa amigable con el ambiente, más económica y accesible para desarrollar DSSC

8. Development

¿Alguna pregunta..?

Muchas gracias

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