Células solares fotoelectroquímicas (II)
Estas células solares nanocristalinas o nanoestructuradas de colorante, se construyen a partir de suspensiones coloidales de un óxido de amplio ancho de banda prohibida (TiO2, ZnO) que actúa como conductor electrónico, un pigmento orgánico u órgano-metálico sensible para absorber la luz del sol (análogo a la clorofila en la fotosíntesis), y un electrolito (LiI e I2 en un disolvente orgánico) que contiene un par redox (I3 /I-) y que permite el transporte de huecos.
El mecanismo de funcionamiento es muy sencillo: cuando se produce la fotoexcitación del pigmento, éste inyecta un electrón a la banda de conducción del TiO2, y posteriormente el pigmento oxidado se regenera por transferencia electrónica desde iones I– en la disolución. Los iones I3– formados en este proceso difunden al electrodo recubierto de platino, donde se les reduce rápidamente a I–. Mientras el pigmento permanezca estable, la secuencia de etapas se desarrolla sin cambio químico neto, es decir, se trata de una célula regenerativa. Bajo iluminación, el semiconductor de TiO2 contiene una única clase de especie fotogenerada, los electrones inyectados por el pigmento, mientras que los huecos realizan el transporte de carga positiva en la fase líquida.
De esta manera estas células son capaces de convertir la luz en electricidad con una eficiencia de más del 11%, utilizando mecanismos de transferencia electrónica similares a los que ocurren durante la fotosíntesis en las plantas.
Además, las células grätzel presentan una serie de ventajas frente a las células fotovoltaicas convencionales: por un lado, su tamaño ínfimo permitiría proyectarlas en un spray (compuesto por un baño de polímeros) generando un revestimiento de células solares nanocristalinas que se emplearía para cubrir los techos de acero de almacenes, fábricas, y otros edificios, convirtiéndolos en auténticos paneles solares.
Por otro lado, su fabricación es de bajo coste, pues carecen de silicio, un producto caro. Actualmente, la mayoría de las células fotovoltaicas son de silicio monocristalino de gran pureza, material que se obtiene a partir de arena. Sin embargo, su purificación es un proceso muy costoso.
Des esta manera se podría conseguir que la energía solar se convierta en una alternativa barata y factible.
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