Captación de energía con elementos fotovoltaicos híbridos
Las celdas solares de heterounión a base de un donador de electrones orgánicos y un óxido semiconductor inorgánico han captado mucha atención a lo largo de la última década. En estas celdas, polímeros conjugados absorben fotones y se utilizan materiales inorgánicos como aceptadores y transportadores de electrones en la estructuras. Una forma eficaz de fabricar heterouniones híbridas consiste en infiltrar el polímero orgánico en una matriz de nanotubos de óxido (NTA). La infiltración eficiente a partir de una solución polimérica con un peso molecular elevado hacia el huésped de la NTA puede ser difícil. En el proyecto «Development of inorganic / organic hybrid heterojunction solar cells» (HYBRIDSOLAR2010), financiado por la Unión Europea, un grupo de científicos aprovechó la electroactividad intrínseca de una molécula monomérica precursora para infiltrar electroquímicamente el polímero dentro de la NTA in situ. Con el fin de presentar la viabilidad de este enfoque, los científicos utilizaron el polímero PEDOT y la NTA de dióxido de titanio (TiO2). Una cuidadosa selección de los parámetros de síntesis permitió un ajuste fino tanto de la composición como de la morfología de los materiales compuestos. Optimizando todos los procesos clave (absorción de la luz, generación de excitones y transporte de cargas) se han preparado híbridos con mejores propiedades fotoelectroquímicas que permitirán, en su momento, fabricar diseños de celda solar novedosos. También se ha trabajado en el desarrollo de estructuras híbridas ternarias a base de TiO2, PEDOT y sulfuro de cadmio (CdS) para obtener celda solares sensibilizadas mediante puntos cuánticos en estado sólido. Utilizando el método de adsorción y reacción de capas iónicas sucesivas, los científicos depositaron el CdS los puntos cuánticos de seleniuro de cadmio sobre los nanotubos y finalmente injertaron el polímero PEDOT. El depósito fotoelectroquímico del polímero conductor se llevó a cabo mediante la excitación selectiva del sensibilizador de calcogenuro y la fotoexitación colectiva de los dos componentes semiconductores. Mediante la selección de materiales orgánicos e inorgánicos adecuados, HYBRIDSOLAR2010 avanzó de forma importante en la fabricación de dispositivos con celdas solares híbridas. Los resultados de este proyecto se han publicado en numerosas publicaciones sometidas a revisión.
Palabras clave
Captación de energía, celdas solares de heterounión, donador de electrones orgánico, óxido semiconductor inorgánico, matriz de nanotubos
